تعمل التكنولوجيا القابلة للارتداء مثل Band-Aid لمراقبة الصحة
صمم العلماء جهازًا تقنيًا مبتكرًا يمكن ارتداؤه يتتبع الحركة ومعدل ضربات القلب والتنفس دون استخدام أي أسلاك أو بطاريات أو دوائر. الجهاز يلتصق بجلد الإنسان مثل ضمادة الإسعافات الأولية.
جلد الإنسان عضو رائع. في الواقع ، هو أكبر وأثقل عضو في جسم الإنسان ، ويمتد إلى حوالي 20 قدمًا مربعًا في المتوسط.
الوظيفة الرئيسية للبشرة هي الحماية. يخلق حاجزًا بين دواخلنا والعالم الخارجي. ومع ذلك ، فإن البشرة تفعل أكثر بكثير من مجرد حمايتنا.
تخلق طبقات الجلد المختلفة خلايا جديدة ، وتعطي الجلد لونه ، وتخزن الدهون. يساعد الجلد أيضًا في التحكم في درجة حرارة الجسم وفقدان الماء ، ويحتوي على نهايات عصبية تساعدنا في اكتشاف الضغط والاهتزاز واللمس والألم.
يمكن لبشرتنا أن تتخلى كثيرًا عن حالتنا الداخلية ، حيث يمكن أن توفر العلامات الخارجية للتغيرات الفسيولوجية نافذة على حالتنا الجسدية والعاطفية. يستخدم الباحثون استجابة الجلد الجلفانية ، على سبيل المثال ، لاكتساب نظرة ثاقبة على مستويات الإثارة لدى الشخص ، "التوتر ، الإثارة ، التفاعل ، الإحباط ، والغضب".
الآن ، طور العلماء طريقة لتسخير هذه الإشارات الجلدية بجهاز لا يتطلب بطاريات أو أسلاك أو رقائق.
صممت زينان باو ، أستاذة الهندسة الكيميائية في جامعة ستانفورد بولاية كاليفورنيا ، وفريقها رقعة تلتصق بالجلد مثل ضمادة الإسعافات الأولية وتقيس كيفية تمدد جلد الشخص وانقباضه.
ثم يرسل الجهاز هذه القراءات لاسلكيًا إلى جهاز استقبال متصل بملابس الشخص.
بناءً على هذه القراءات ، تمكن الباحثون من مراقبة تنفس الشخص ومعدل ضربات قلبه ، بالإضافة إلى حركات ذراعه وساقه.
وصف البروفيسور باو والفريق أجهزتهم التقنية القابلة للارتداء في المجلة إلكترونيات الطبيعة.
كيف يعمل BodyNET
أطلق الباحثون على أجهزتهم اسم "شبكة مستشعر منطقة الجسم" أو "BodyNET" ، وعرّفوها على أنها "مجموعة من أجهزة الاستشعار المتصلة بالشبكة التي يمكن استخدامها لمراقبة الإشارات الفسيولوجية البشرية".
في الورقة ، وصف الباحثون كيف اختبروا BodyNET. قاموا بتثبيت المستشعرات على معصم وبطن المشارك لاكتشاف نبضه وتنفسه.
يتيح وضع المستشعرات على مرفقي وركبتي المشارك للباحثين معرفة وقت تحرك الشخص ، حيث اكتشفت الرقعة تمدد وتقلص الجلد في المناطق التي تتوافق مع العضلات المنثنية.
تعمل BodyNET باستخدام تحديد الترددات الراديوية (RFID) - وهي تقنية تُستخدم أيضًا في أنظمة الوصول بدون مفتاح وبطاقات المفاتيح.
باستخدام بطاقات المفاتيح ، يلتقط هوائي في البطاقة طاقة RFID من جهاز الاستقبال ويستخدمها لإنشاء رمز مرور. تقوم البطاقة بعد ذلك بإرسال رمز المرور هذا مرة أخرى إلى جهاز الاستقبال.
بالنسبة إلى BodyNET ، كان على الباحثين إيجاد طريقة لنقل طاقة RFID عبر هوائي يمكنه التمدد والتقلص والانحناء مع الجلد.
استخدم العلماء الحبر المعدني لإنشاء هذا الهوائي ، لكنهم سرعان ما أدركوا أن الإشارة لم تكن قوية بما يكفي لمواكبة الحركات والتقلبات المستمرة للهوائي والجلد.
لذلك ، صمموا نوعًا جديدًا وأقوى من نظام RFID الذي يرسل إشارات أكثر استقرارًا ودقة. يستخدم هذا النظام المبتكر أيضًا تقنية Bluetooth لإرسال القراءات من جهاز الاستقبال إلى هاتف ذكي أو أي جهاز لاسلكي آخر.
يأمل الباحثون أن يستخدم المتخصصون في الرعاية الصحية الجهاز لمراقبة الأشخاص الذين يعانون من مشاكل النوم وأمراض القلب. بالنسبة للفريق ، تتمثل الخطوات التالية في اكتشاف كيف يمكن للرقعة أيضًا اكتشاف العرق ودرجة الحرارة.
"نعتقد ، يومًا ما ، أنه سيكون من الممكن إنشاء مجموعة مستشعرات جلد لكامل الجسم لجمع البيانات الفسيولوجية دون التدخل في السلوك الطبيعي للشخص."
البروفيسور زينان باو
