工程突破：无线健康传感器粘在皮肤上

时间：2021-08-10 17:52:12 来源：

使用金属墨水，研究人员将天线和传感器筛选到可伸展的贴纸上，该伸缩贴纸旨在粘附在皮肤和轨道脉冲和其他健康指示器上，并将这些读数束到一个人的衣服上的接收器。图片来源：宝实验室

斯坦福工程师开发了实验贴纸，拿起从皮肤发出的生理信号，然后将这些健康读数无线束缚到衣服上的接收器。这是一个名为bodynet的系统的一部分。

我们倾向于将皮肤的保护功能视为理所当然，忽略了其在信号微妙之处的其他角色，如飘动的心脏或令人尴尬的铃声。

现在，斯坦福工程师开发了一种方法来检测从皮肤发出的生理信号，传感器像带助剂和梁无线读数到夹在衣服上的接收器上。

为了展示这种可穿戴技术，研究人员通过检测皮肤伸展并与每个心跳或呼吸挛缩的方式来监测人的脉搏和呼吸的一个测试的传感器。同样地，通过每次弯曲的相应肌肉弯曲时，通过测量皮肤的微小拧紧或放松，贴上人的肘部和膝盖和腿部运动。

化学工程教授Zhenan Bao，其实验室在8月15日在自然电子中介绍了该系统，认为这款可穿戴技术称为BoritNet，首先将用于监测睡眠障碍或心脏病的患者等医疗环境中。她的实验室已经试图开发新的贴纸来感知汗水和其他分泌物，以跟踪体温和压力等变量。她的终极目标是创建一系列无线传感器，这些无线传感器粘在皮肤上，与智能服装一起工作，以更准确地跟踪比智能手机更广泛的健康指标，或者在今天使用消费者使用。

“我们认为有一天有一天可以创建一个全身皮肤传感器阵列，以收集生理数据，而不会干扰一个人的正常行为，”Bao，谁也是K.K.李教授在工程学院。

可拉伸，舒适，功能

博士后学者Simiao Niu和Naoji Matsuhisa带领14人队伍三年设计传感器。他们的目标是开发一种技术舒适的技术，并且没有电池或刚性电路，以防止贴纸伸展并与皮肤收缩。

他们的最终设计通过RFID - 射频识别的变化达到了这些参数 - 用于控制锁定房间的无钥匙进入的技术。当一个人将身份证持有RFID接收器时，ID卡中的天线收集来自接收器的一小位RFID能量，并使用它来生成它的代码，然后将其光束回接收器。

随着人的皮肤移动，橡胶贴纸贴在手腕上可以弯曲和伸展，将脉冲读数粘在接收器上夹在人的衣服上。图片来源：宝实验室

主体贴纸类似于身份证：它具有一个天线，该天线从衣服上的接收器中收集来自衣服上的接收器的一点，以为其传感器供电。然后它从皮肤中读回读数并将它们射回附近的接收器。

但要使无线贴纸工作，研究人员必须创建一个可以伸展和弯曲皮肤的天线。它们通过橡胶贴纸上的丝网印刷金属墨水来完成这一点。然而，每当天线弯曲或拉伸时，那些运动使其信号太弱并且不稳定是有用的。

为了解决这个问题，Stanford研究人员开发了一种新型的RFID系统，尽管恒定波动，但是尽管恒定波动，但是尽管恒定波动，可以向接收器发射强大和准确的信号。然后，电池供电的接收器使用蓝牙将从贴纸上传到智能手机，计算机或其他永久存储系统的数据。

贴纸的初始版本依赖于微小运动传感器来呼吸和脉冲读数。研究人员正在研究如何将汗水，温度和其他传感器集成到其天线系统中。

为了超越临床应用和消费者友好的设备，研究人员需要克服另一个挑战 - 将传感器和接收器彼此靠近。在他们的实验中，研究人员在每个传感器上方夹在衣服上的接收器。一对一的传感器和接收器配对在医学监测中是良好的，而是为了创造一个人可以在运动时佩戴的BORITNET，天线必须被编织成衣服，以接收和传输信号，无论人员都粘在哪里。

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