혁신적인 기술 : 피부에 달라 붙는 무선 건강 센서

혁신적인 기술 : 피부에 달라 붙는 무선 건강 센서

Stanford 엔지니어는 피부에서 나오는 생리적 신호를 포착하는 실험용 스티커를 개발 한 다음 이러한 건강 판독 값을 무선으로 옷에 고정 된 수신기로 비 춥니 다. BodyNet이라는 시스템의 모든 부분입니다.

우리는 펄럭 거리는 심장이나 난처한 홍조와 같은 미묘함을 알리는 데있어 다른 역할을 무시하고 피부 보호 기능을 당연한 것으로 여깁니다.

이제 스탠포드 엔지니어는 반창고와 같은 센서를 사용하여 피부에서 나오는 생리적 신호를 감지하는 방법을 개발했습니다.

이 웨어러블 기술을 입증하기 위해 연구원들은 한 피험자의 손목과 복부에 센서를 부착하여 각 심장 박동이나 호흡으로 피부가 어떻게 늘어나고 수축되는지 감지하여 사람의 맥박과 호흡을 모니터링했습니다. 마찬가지로, 팔꿈치와 무릎의 스티커는 해당 근육이 구부릴 때마다 피부의 미세한 조임 또는 이완을 측정하여 팔과 다리의 움직임을 추적했습니다.

제난 바오, 그의 실험실 8 월 15 시스템을 설명하는 화학 공학 교수 기사 의 자연 전자는 , 그들이 BodyNet 호출이 착용 할 수있는 기술은, 최초의 수면 장애 나 심장 상태와 환자 모니터링 의료 설정에서 사용됩니다 생각합니다. 그녀의 실험실은 이미 체온과 스트레스와 같은 변수를 추적하기 위해 땀과 다른 분비물을 감지하는 새로운 스티커를 개발하려고 노력하고 있습니다. 그녀의 궁극적 인 목표는 피부에 달라 붙어 스마트 의류와 함께 작동하여 오늘날 소비자들이 사용하는 스마트 폰이나 시계보다 더 다양한 건강 지표를보다 정확하게 추적하는 무선 센서 어레이를 만드는 것입니다.

"우리는 언젠가는 그 사람의 정상적인 동작을 방해하지 않으면 서 생리 학적 데이터를 수집 할 수있는 전신 피부 센서 어레이를 만들 수있을 것입니다 생각한다"도에서 KK 리 교수 바오 말했다 공학 학교 .

신축성, 편안한 기능성
박사 후 연구원 인 Simiao Niu와 Naoji Matsuhisa는 센서 설계에 3 년을 보냈다. 그들의 목표는 스티커가 피부에 펴지거나 수축되는 것을 방지하기 위해 착용하기 쉽고 배터리 나 단단한 회로가없는 기술을 개발하는 것이 었습니다.

그들의 최종 설계는 잠긴 방에 열쇠가없는 출입을 제어하는 ​​데 사용되는 RFID (무선 주파수 식별) 기술의 변형으로 이러한 매개 변수를 충족했습니다. 개인이 ID 카드를 RFID 수신기까지 보유하면 ID 카드의 안테나가 수신기에서 약간의 RFID 에너지를 수집하여이를 사용하여 코드를 생성 한 다음 수신기로 다시 전송합니다.

BodyNet 스티커는 ID 카드와 유사합니다.이 안테나에는 옷의 수신기에서 센서로 전원을 공급하기 위해 들어오는 RFID 에너지를 약간 수집하는 안테나가 있습니다. 그런 다음 피부에서 판독 값을 가져와 주변 수신기로 다시 보냅니다.

그러나 무선 스티커를 작동 시키려면 연구원들은 피부처럼 늘어나거나 구부러 질 수있는 안테나를 만들어야했습니다. 그들은 고무 스티커에 금속 잉크를 스크린 인쇄하여이를 수행했습니다. 그러나 안테나가 구부러 지거나 늘어날 때마다 이러한 움직임으로 인해 신호가 너무 약하고 불안정하여 유용하지 못했습니다.

이 문제를 해결하기 위해 스탠포드 연구원은 끊임없이 변동하는 상황에서도 수신기에 강력하고 정확한 신호를 전달할 수있는 새로운 유형의 RFID 시스템을 개발했습니다. 배터리로 작동되는 수신기는 Bluetooth를 사용하여 스티커의 데이터를 스마트 폰, 컴퓨터 또는 기타 영구 저장 시스템에 주기적으로 업로드합니다.

스티커의 초기 버전은 호흡 및 맥박 측정을 위해 작은 모션 센서에 의존했습니다. 연구원들은 현재 땀, 온도 및 기타 센서를 안테나 시스템에 통합하는 방법을 연구하고 있습니다.

연구원들은 기술을 임상 응용 분야를 넘어 소비자 친화적 인 장치로 옮기려면 센서와 수신기를 서로 가깝게 유지해야하는 또 다른 과제를 극복해야합니다. 그들의 실험에서 연구원들은 각 센서 바로 위에 옷에 수신기를 꽂았다. 센서와 수신기의 일대일 페어링은 의료 모니터링에 적합하지만 운동 중에 착용 할 수있는 BodyNet을 만들려면 안테나를 옷에 짜서 사람이 센서를 부착하는 위치에 상관없이 신호를 수신하고 전송해야합니다 .