新2网上注册_美国大学研发“创可贴”式无线传感器,一贴即可监测汗水和脉搏

2020-01-11 19:29:03 

新2网上注册_美国大学研发“创可贴”式无线传感器,一贴即可监测汗水和脉搏

新2网上注册,智东西(公众号:zhidxcom)编 | 王颖

导语:传感器不再需要复杂的线路连接,可通过汗水和脉搏监测身体变化。

智东西8月19日消息,近日,斯坦福大学和伯克利大学分别研究了两种可以直接贴在皮肤上的传感器,重量非常轻,而且可以进行无线传感,收集复杂的生理数据。

这两种传感器都不需要外部线路的连接,通过内部电流和金属油墨接触产生的变化,将信号传输给处理器。它们能在不影响人们正常运动的情况下准确监测身体变化,并将数据进行分析处理。

无线贴片式传感器在外形上进行了优化,贴在皮肤上不会对人体正常的运动造成影响。同时,没有了线路的干扰也减少了传感器出现故障的可能,提高了效率。两所大学的研究为人体生理数据的收集和分析提供了更高效的方式,本文将详细介绍这两种无线传感器的技术原理和应用方向。

斯坦福的弹性无线“bodynet”传感器是由金属油墨覆盖在柔性材料上制成的,与创可贴的外形类似。

这种传感器与使用微型加速计或光学技巧跟踪身体的手机和智能手表不同,它的系统依赖于传感器本身的拉伸和压缩,电流通过这些运动在流经金属油墨时引起微小的变化,这些变化会被传递到附近的处理器中。

如果把bodynet像贴纸一样贴在关节上,它就能报告那个关节是否弯曲,以及弯曲了多少。传感器系统非常灵敏,还能探测到每次心跳时皮肤经历的细微变化,或伴随呼吸产生的更广泛的变化。

皮肤传感器是通过无线射频识别技术(rfid)获取数据的,这是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预。传感器中的金属油墨导电,电流流过周围会产生电磁场,高频率的电磁波信号可以远距离传输。

无线射频系统通过电磁波的磁场变化识别电子标签信息,无源电子标签通过电磁场提供能量。90年代时,传感器想要从人类皮肤上获取信息,必须通过连接电线,但是当电线随着人体弯曲时就会发生无法正常工作的状况,效率会直线下降。

改造皮肤传感器的第二部分,是将接收器小型化,它的功能是收集传感信号,并将其重新传输到电话或其他设备上。虽然现在已经有了可以夹在衣服上的类似装置,但仍然不使用于在健身房监测生理数据。

斯坦福大学的教授表示,他们将制造出一种全身皮肤传感器阵列,能在不干扰人们正常运动的情况下收集生理数据。

伯克利大学有一个类似的研究项目,研究人员一直在研究一种汗液监测器,可以监测多种生理因素。

通常情况下,汗液监测器每十五分钟收集一次汗液,然后分批进行分析。但是这种监测器无法分析汗液在每分钟或更短的时间内发生的变化,他们正在研究如何将汗液收集和分析系统集中在皮肤上。

最近,加州大学开始进行这种传感器的大规模用户测试,测量汗液能提供的各种生理数据。

皮肤传感器项目的负责人、伯克利大学教授ali javey表示,这个项目的目标不仅仅是制造传感器,而是开始进行更多主题的研究,看看汗水究竟能告诉我们什么。他说:“解码汗水成分需要可靠、可重复的传感器,我们可以按比例制作,在身体的不同部位放置多个传感器,并将它们用于不同的研究对象。”

从手工制作的原型机到大规模生产的模型是一个巨大的挑战。伯克利研究小组找到了芬兰国家技术研究中心(vtt)帮助他们解决批量生产的难题。

对于平面的、相对简单的电子产品来说,卷轴式技术最为合适。它本质上就是将传感器直接打印到柔性塑料基板上,然后简单地按尺寸裁切。通过这种方式,可以有效果的降低成本,在短时间内制造成百上千个传感器,使规模部署变得更加简单。

结语:皮肤传感器将进入更多生活场景

可以粘贴在皮肤上的传感器为针对人体生理数据的研究提供了更便捷的方式。贴片式的传感器可以放置在不同的身体部位,针对不同研究项目提供更准确的数据。

无需连接电线的皮肤传感器能更方便的进入我们的生活场景,也减少了因为线路问题对传输信号造成的干扰。未来这种更灵活的传感器也许会离开实验室,进入医院、健身房甚至是家庭场景中。

原文来自:techcrunch

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