Nositeľná technológia funguje ako Band-Aid na sledovanie zdravia
Vedci navrhli inovatívne nositeľné technické zariadenie, ktoré sleduje pohyb, srdcovú frekvenciu a dýchanie bez použitia drôtov, batérií alebo obvodov. Zariadenie sa drží na ľudskej pokožke ako Band-Aid.
Ľudská pokožka je fascinujúci orgán. V skutočnosti je to najväčší a najťažší orgán ľudského tela, priemerne sa rozprestiera na ploche asi 20 štvorcových stôp.
Hlavná funkcia pokožky je ochranná; vytvára bariéru medzi našim vnútrom a vonkajším svetom. Koža však robí oveľa viac, ako nás chráni.
Rôzne vrstvy pokožky vytvárajú nové bunky, dodávajú pleti jej farbu a ukladajú tuk. Koža tiež pomáha regulovať telesnú teplotu a stratu vody a obsahuje nervové zakončenia, ktoré nám pomáhajú detekovať tlak, vibrácie, dotyk a bolesť.
Naša pokožka môže veľa prezradiť o našich vnútorných stavoch, pretože vonkajšie príznaky fyziologických zmien môžu poskytnúť okno do našich fyzických a emocionálnych podmienok. Vedci používajú galvanickú reakciu pokožky napríklad na získanie poznatkov o úrovniach vzrušenia, „stresu, vzrušenia, angažovanosti, frustrácie a hnevu“ človeka.
Vedci teraz vyvinuli spôsob, ako využiť tieto kožné signály pomocou zariadenia, ktoré nevyžaduje batérie, vodiče ani čipy.
Zhenan Bao, profesorka chemického inžinierstva na Stanfordskej univerzite v Kalifornii, spolu so svojím tímom navrhla náplasť, ktorá sa nalepí na pokožku ako náplasť a zmeria, ako sa pokožka človeka napína a sťahuje.
Zariadenie potom tieto údaje odošle bezdrôtovo do prijímača pripevneného k oblečeniu osoby.
Na základe týchto čítaní boli vedci schopní sledovať dýchanie a srdcovú frekvenciu človeka, ako aj jeho pohyby rúk a nôh.
Prof. Bao a tím v časopise popisujú svoje nositeľné technické zariadenia Prírodná elektronika.
Ako funguje BodyNET
Vedci pomenovali svoje zariadenie „sieť senzorov oblasti tela“ alebo „BodyNET“ a definovali ho ako „súbor senzorov zapojených do siete, ktoré možno použiť na sledovanie fyziologických signálov človeka“.
V článku vedci popisujú, ako testovali BodyNET. Prilepili senzory na zápästie a brucho účastníka, aby zistili jeho pulz a dýchanie.
Umiestnenie senzorov na lakte a kolená účastníka dalo vedcom vedieť, kedy sa osoba pohla, pretože náplasť detegovala natiahnutie a stiahnutie pokožky v oblastiach, ktoré zodpovedali ohybom svalov.
BodyNET pracuje pomocou rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID) - technológie, ktorá sa tiež používa v systémoch bezkľúčového prístupu a kartách s kľúčmi.
U kľúčových kariet anténa na karte zachytáva energiu RFID z prijímača a používa ju na generovanie prístupového kódu. Karta potom odošle tento prístupový kód späť do prijímača.
Pre BodyNET museli vedci nájsť spôsob, ako prenášať energiu RFID cez anténu, ktorá by sa mohla rozširovať, sťahovať a ohýbať spolu s pokožkou.
Vedci na vytvorenie tejto antény použili kovový atrament, ale čoskoro si uvedomili, že signál nebol dosť silný na to, aby držal krok s neustálymi pohybmi a výkyvmi antény a kože.
Navrhli teda nový, silnejší typ systému RFID, ktorý by vysielal stabilnejšie a presnejšie signály. Tento inovatívny systém tiež využíva technológiu Bluetooth na zasielanie údajov z prijímača do smartphonu alebo iného bezdrôtového zariadenia.
Vedci dúfajú, že zdravotnícki pracovníci použijú prístroj na sledovanie ľudí s problémami so spánkom a srdcovými chorobami. Ďalším krokom tímu je zistiť, ako náplasť dokáže zistiť aj pot a teplotu.
"Myslíme si, že jedného dňa bude možné vytvoriť pole senzorov pokožky celého tela na zhromažďovanie fyziologických údajov bez toho, aby došlo k narušeniu normálneho správania človeka."
Prof. Zhenan Bao
