Pukeutuva tekniikka toimii kuin Band-Aid terveyden seurannassa
Tutkijat ovat suunnitelleet innovatiivisen, käytettävän teknisen laitteen, joka seuraa liikettä, sykettä ja hengitystä käyttämättä johtoja, paristoja tai piirejä. Laite tarttuu ihmisen ihoon kuin Band-Aid.
Ihmisen iho on kiehtova elin. Itse asiassa se on ihmiskehon suurin ja raskain elin, joka ulottuu keskimäärin noin 20 neliöjalkaan.
Ihon päätehtävä on suojaava; se luo esteen sisäpuolemme ja ulkomaailman välille. Iho tekee kuitenkin paljon enemmän kuin suojaa meitä.
Erilaiset ihokerrokset luovat uusia soluja, antavat iholle sen värin ja varastoivat rasvaa. Iho auttaa myös hallitsemaan kehon lämpötilaa ja vesihäviötä, ja se sisältää hermopäätteitä, jotka auttavat meitä havaitsemaan paineen, tärinän, kosketuksen ja kivun.
Ihomme voi antaa paljon irti sisäisistä tiloistamme, koska fysiologisten muutosten ulkoiset merkit voivat tarjota ikkunan fyysisiin ja henkisiin olosuhteisiimme. Tutkijat käyttävät galvaanista ihovastetta esimerkiksi saadakseen oivalluksia ihmisen kiihottumisesta, "stressistä, jännityksestä, sitoutumisesta, turhautumisesta ja vihasta".
Nyt tutkijat ovat kehittäneet tavan hyödyntää näitä ihosignaaleja laitteella, joka ei vaadi paristoja, johtoja tai siruja.
Kalifornian Stanfordin yliopiston kemian tekniikan professori Zhenan Bao ja hänen tiiminsä ovat suunnitelleet laastarin, joka tarttuu iholle kuin Band-Aid ja mittaa kuinka ihmisen iho venyy ja supistuu.
Tämän jälkeen laite lähettää nämä lukemat langattomasti vastaanottimeen, joka on kiinnitetty henkilön vaatteisiin.
Näiden lukemien perusteella tutkijat pystyivät seuraamaan henkilön hengitystä ja sykettä sekä käsivarsien ja jalkojen liikkeitä.
Prof. Bao ja tiimi kuvaavat puettavaa teknistä laitettaan päiväkirjassa Luontoelektroniikka.
Kuinka BodyNET toimii
Tutkijat nimittivät laitteen "kehon pinta-anturiverkostoksi" tai "BodyNET" ja määrittelivät sen "kokoelmaksi verkotettuja antureita, joita voidaan käyttää ihmisen fysiologisten signaalien seuraamiseen".
Tutkimuksessa tutkijat kuvaavat kuinka he testasivat BodyNET: ää. He kiinnittivät anturit osallistujan ranteeseen ja vatsaan havaitsemaan pulssin ja hengityksen.
Anturien sijoittaminen osallistujan kyynärpäihin ja polviin kertoo tutkijoille, kun henkilö muutti, kun laastari havaitsi ihon venyttämisen ja supistumisen alueilla, jotka vastasivat taipuneita lihaksia.
BodyNET toimii radiotaajuustunnistuksella (RFID) - tekniikalla, jota käytetään myös avaimetonta pääsyjärjestelmässä ja avainkortissa.
Avainkorteilla kortin antenni hakee RFID-energiaa vastaanottimesta ja käyttää sitä salasanan luomiseen. Kortti lähettää tämän salasanan takaisin vastaanottimeen.
BodyNETille tutkijoiden oli löydettävä tapa lähettää RFID-energia antennin kautta, joka voisi laajentua, supistua ja taipua ihon mukana.
Tutkijat käyttivät metallista mustetta tämän antennin luomiseen, mutta he huomasivat pian, että signaali ei ollut tarpeeksi vahva pysymään mukana antennin ja ihon jatkuvissa liikkeissä ja vaihteluissa.
Joten he suunnittelivat uuden, vahvemman tyyppisen RFID-järjestelmän, joka lähettää vakaampia ja tarkempia signaaleja. Tämä innovatiivinen järjestelmä käyttää myös Bluetooth-tekniikkaa lähettämään lukemat vastaanottimesta älypuhelimeen tai mihin tahansa muuhun langattomaan laitteeseen.
Tutkijat toivovat, että terveydenhuollon ammattilaiset käyttävät laitetta tarkkailemaan unihäiriöitä ja sydänsairauksia. Seuraavan ryhmän on selvitettävä, kuinka laastari voi myös havaita hiki ja lämpötilan.
"Uskomme, että jonain päivänä on mahdollista luoda koko kehon ihoanturiryhmä fysiologisten tietojen keräämiseksi häiritsemättä henkilön normaalia käyttäytymistä."
Professori Zhenan Bao
