BodyNet: создан электронный пластырь с беспроводными датчиками для контроля здоровья - «Технологии»

Мы склонны принимать защитную функцию нашей кожи как данность, игнорируя её способность сигнализировать о изменениях в организме. Инженеры Стэнфорда разработали метод определения физиологических сигналов тела. Они будут регистрироваться при помощи датчиков-наклеек на поверхности кожи, которые передают данные на устройство, прикреплённое к одежде.

Чтобы продемонстрировать технологию, создатели разместили сенсоры на запястья и животе испытуемого. Учёные следили за частотой пульса и дыхания, определяя растяжение и сокращение кожи с каждой пульсовой волной или вдохом. Точно так же датчики на коленях и локтях отслеживали движения конечностей, оценивая натяжение или расслабление кожи во время работы мышц.

Женан Бао, лаборатория которой разработала систему, полагает, что технология прежде всего найдёт применение в мониторировании пациентов с заболеваниями сердца и расстройствами сна. Итоговая цель исследователей – создать ряд датчиков, которые будут отслеживать широкий спектр параметров более точно, чем современные смартфоны и умные часы, не мешая нормальному образу жизни пользователя.

Принцип работы

Команду, потратившую на процесс разработки три года, возглавляли докторанты Симяо Ню и Наоджи Мацухиса. Свою задумку они воплотили в жизнь благодаря радиочастотной идентификации. Это технология, которая используется для доступа к закрытым помещениям без ключа. Когда человек подносит пропуск к считывающему устройству, антенна в документе получает небольшое количество энергии и генерирует код, который потом посылает назад на ресивер.

Разработанные датчики похожи на пропуск. В них есть антенна, принимающая РЧ-энергию из ресивера на одежде. Затем датчик снимает данные с кожи и отправляет на ресивер.

В этой ситуации учёным нужно было создать антенну, способную растягиваться и сгибаться, как кожа. Однако при таких движениях сигнал был слишком нестабильным и слабым. Чтобы решить эту проблему, исследователи создали новый тип РЧ-системы, который может посылать мощные и точные сигналы независимо от постоянного движения. Ресивер на батарейках использует Bluetooth для периодической отправки данных на смартфон, компьютер или другое устройство.

Практическое применение

Сейчас команда ищет способ внедрить в систему датчики для потоотделения, температуры и других показателей. Чтобы технология вышла на рынок, нужно преодолеть ещё одно препятствие: поддерживать связь между датчиком и принимающим устройством независимо от их расположения. В исследованиях учёные размещали ресивер на одежде над каждым датчиком. Такая стратегия была бы допустимой в медицинском мониторировании. Но чтобы устройство можно было носить во время физической активности, ресивер должен осуществлять приём-передачу сигналов независимо от местонахождения датчика.

Источник: stanford.edu