Инженеры в Стэнфорде создали беспроводные накожные стикеры для мониторинга здоровья человека
Мы считаем само собой разумеющимся, что наша кожа выполняет защитную функцию и игнорируем другие ее роли в передаче, например, информации о колебаниях сердца, дыхания или смущении человека. Инженеры в Стэнфорде придумали способ, как получать такие физиологические сигналы, пишет веб-сайт Стэнфордского Университета.
В чем суть технологического решения? При помощи металлической печатной краски исследователи методом трафаретной печати наносят антенну и сенсор на растягивающийся резиновый стикер, который наклеивают на кожу для отслеживания пульса и других индикаторов здоровья. Сенсоры принимают физиологические сигналы, исходящих от кожи, и затем беспроводным способом транслируют эти данные на ресивер, прикрепленный на умную одежду человека. Сенсоры и умная одежда являются составной частью системы BodyNet.
Данная технология на первых порах будет использоваться в медицине для мониторинга пациентов с нарушениями сна или заболеваниями сердца. Исследователи в настоящее время пытаются создать новые стикеры для определения уровня потоотделения и других секреций, чтобы получать данные о температуре тела и уровне стресса. Конечная цель исследователей - создать, не вмешиваясь в нормальное поведение человека, набор беспроводных сенсоров для кожи, которые будут работать вместе с умной одеждой, чтобы точнее отслеживать более широкий набор индикаторов здоровья, чем это делают в настоящее время смартфоны или часы.
Команда из 14 человек, которая занималась разработкой сенсоров, потратила на это 3 года. Цель команды заключалась в создании технологии, которую было бы комфортно носить и не нужны бы были батареи или электросхемы, которые не позволяли бы сенсорам растягиваться и сжиматься вместе с кожей.
Сенсоры используют технологию RFID. Эту технологию применяют, например, для контроля доступа без ключа в закрытые помещения. Когда человек прикладывает ID-карту к RFID-ресиверу, антенна в ID-карте собирает немного RFID энергии от ресивера и использует ее для генерации кода, который затем транслируется на ресивер.
Стикер BodyNet похож на ID-карту: у него есть антенна, которая собирает немного RFID-энергии от ресивера на одежде для питания сенсоров. Затем антенна считывает информацию с кожи и транслирует ее назад на ближайший ресивер.
Но для того, чтобы такой беспроводной стикер работал, исследователям нужно было создать антенну, которая могла бы растягиваться и сжиматься, как кожа. Они сделали это при помощи нанесения методом трафаретной печати металлической печатной краски на резиновый стикер. Тем не менее, независимо от того, растягивается антенна или сжимается, такие движения делают сигнал слишком слабым и нестабильным, чтобы от его можно было использовать.
Чтобы решить эту проблему, исследователи в Стэнфорде создали новый тип RFID-системы, которая может транслировать сильные и точные сигналы на ресивер, несмотря на постоянные колебания. Ресивер на батарее использует Bluetooth, чтобы периодически загружать данные от стикеров в смартфон, компьютер и т.д.
Чтобы созданную технологию можно было использовать не только в медицине, но и в других сферах, исследователям нужно решить проблему, как сделать так, чтобы сенсор и ресивер находились рядом друг с другом. В своих экспериментах исследователи прикрепляли ресивер на одежде над каждым сенсором. Такая пара сенсоров и ресиверов - отличное решение в медицинском мониторинге, но для создания BodyNet, которую люди будут носить во время выполнения физических упражнений, антенны должны быть прикреплены на одежду, чтобы получать и передавать сигналы, независимо от того, на какую часть тела человек наклеивает сенсор.
В чем суть технологического решения? При помощи металлической печатной краски исследователи методом трафаретной печати наносят антенну и сенсор на растягивающийся резиновый стикер, который наклеивают на кожу для отслеживания пульса и других индикаторов здоровья. Сенсоры принимают физиологические сигналы, исходящих от кожи, и затем беспроводным способом транслируют эти данные на ресивер, прикрепленный на умную одежду человека. Сенсоры и умная одежда являются составной частью системы BodyNet.
Данная технология на первых порах будет использоваться в медицине для мониторинга пациентов с нарушениями сна или заболеваниями сердца. Исследователи в настоящее время пытаются создать новые стикеры для определения уровня потоотделения и других секреций, чтобы получать данные о температуре тела и уровне стресса. Конечная цель исследователей - создать, не вмешиваясь в нормальное поведение человека, набор беспроводных сенсоров для кожи, которые будут работать вместе с умной одеждой, чтобы точнее отслеживать более широкий набор индикаторов здоровья, чем это делают в настоящее время смартфоны или часы.
Команда из 14 человек, которая занималась разработкой сенсоров, потратила на это 3 года. Цель команды заключалась в создании технологии, которую было бы комфортно носить и не нужны бы были батареи или электросхемы, которые не позволяли бы сенсорам растягиваться и сжиматься вместе с кожей.
Сенсоры используют технологию RFID. Эту технологию применяют, например, для контроля доступа без ключа в закрытые помещения. Когда человек прикладывает ID-карту к RFID-ресиверу, антенна в ID-карте собирает немного RFID энергии от ресивера и использует ее для генерации кода, который затем транслируется на ресивер.
Стикер BodyNet похож на ID-карту: у него есть антенна, которая собирает немного RFID-энергии от ресивера на одежде для питания сенсоров. Затем антенна считывает информацию с кожи и транслирует ее назад на ближайший ресивер.
Но для того, чтобы такой беспроводной стикер работал, исследователям нужно было создать антенну, которая могла бы растягиваться и сжиматься, как кожа. Они сделали это при помощи нанесения методом трафаретной печати металлической печатной краски на резиновый стикер. Тем не менее, независимо от того, растягивается антенна или сжимается, такие движения делают сигнал слишком слабым и нестабильным, чтобы от его можно было использовать.
Чтобы решить эту проблему, исследователи в Стэнфорде создали новый тип RFID-системы, которая может транслировать сильные и точные сигналы на ресивер, несмотря на постоянные колебания. Ресивер на батарее использует Bluetooth, чтобы периодически загружать данные от стикеров в смартфон, компьютер и т.д.
Чтобы созданную технологию можно было использовать не только в медицине, но и в других сферах, исследователям нужно решить проблему, как сделать так, чтобы сенсор и ресивер находились рядом друг с другом. В своих экспериментах исследователи прикрепляли ресивер на одежде над каждым сенсором. Такая пара сенсоров и ресиверов - отличное решение в медицинском мониторинге, но для создания BodyNet, которую люди будут носить во время выполнения физических упражнений, антенны должны быть прикреплены на одежду, чтобы получать и передавать сигналы, независимо от того, на какую часть тела человек наклеивает сенсор.