Nositelná technologie funguje jako Band-Aid pro sledování zdraví
Vědci navrhli inovativní nositelné technologické zařízení, které sleduje pohyb, srdeční frekvenci a dýchání bez použití kabelů, baterií nebo obvodů. Zařízení se drží na lidské kůži jako náplast.
Lidská kůže je fascinující orgán. Ve skutečnosti je to největší a nejtěžší orgán lidského těla, který se v průměru rozprostírá na přibližně 20 čtverečních stopách.
Hlavní funkce pokožky je ochranná; vytváří bariéru mezi naším vnitřním prostorem a vnějším světem. Kůže nás však mnohem víc chrání než chrání.
Různé vrstvy pokožky vytvářejí nové buňky, dodávají pleti její barvu a ukládají tuk. Kůže také pomáhá kontrolovat tělesnou teplotu a ztrátu vody a obsahuje nervová zakončení, která nám pomáhají detekovat tlak, vibrace, dotek a bolest.
Naše pokožka může hodně prozradit naše vnitřní stavy, protože vnější známky fyziologických změn mohou poskytnout okno do našich fyzických a emocionálních podmínek. Vědci používají galvanickou reakci pokožky například k získání informací o úrovních vzrušení, „stresu, vzrušení, angažovanosti, frustrace a hněvu“.
Nyní vědci vyvinuli způsob, jak využít tyto kožní signály se zařízením, které nevyžaduje baterie, vodiče nebo čipy.
Zhenan Bao, profesorka chemického inženýrství na Stanfordské univerzitě v Kalifornii, a její tým navrhli náplast, která se lepí na kůži jako náplast a měří, jak se pokožka člověka táhne a stahuje.
Zařízení poté tyto hodnoty bezdrátově odešle do přijímače připojeného k oděvu dané osoby.
Na základě těchto údajů byli vědci schopni sledovat dýchání a srdeční frekvenci člověka, stejně jako pohyby jeho paží a nohou.
Prof. Bao a tým popisují v deníku své nositelné technické zařízení Přírodní elektronika.
Jak funguje BodyNET
Vědci pojmenovali své zařízení „síť senzorů oblasti těla“ nebo „BodyNET“ a definovali jej jako „soubor síťových senzorů, které lze použít k monitorování fyziologických signálů člověka“.
V článku vědci popisují, jak testovali BodyNET. Přichytili senzory k zápěstí a břiše účastníka, aby detekovali jejich puls a dýchání.
Umístění senzorů na lokty a kolena účastníků dalo vědcům vědět, kdy se člověk pohnul, protože náplast detekovala napínání a stahování kůže v oblastech, které odpovídaly napnutým svalům.
BodyNET pracuje pomocí radiofrekvenční identifikace (RFID) - technologie, která se také používá v systémech bezklíčového přístupu a kartách s klíči.
U klíčových karet anténa na kartě získává energii RFID z přijímače a používá ji ke generování přístupového kódu. Karta poté odešle tento přístupový kód zpět do přijímače.
V případě BodyNET museli vědci najít způsob, jak přenášet energii RFID přes anténu, která by se mohla rozšiřovat, smršťovat a ohýbat spolu s pokožkou.
Vědci použili k vytvoření této antény kovový inkoust, ale brzy si uvědomili, že signál není dostatečně silný, aby držel krok s neustálými pohyby a fluktuacemi antény a kůže.
Navrhli tedy nový, silnější typ systému RFID, který by vysílal stabilnější a přesnější signály. Tento inovativní systém také využívá technologii Bluetooth k odesílání naměřených hodnot z přijímače do smartphonu nebo jiného bezdrátového zařízení.
Vědci doufají, že zdravotničtí pracovníci budou zařízení používat ke sledování lidí se spánkovými problémy a srdečními chorobami. Dalším krokem týmu je zjistit, jak může náplast také detekovat pot a teplotu.
"Myslíme si, že jednoho dne bude možné vytvořit pole snímače celého těla pro sběr fyziologických dat, aniž by to narušilo normální chování člověka."
Prof. Zhenan Bao
