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把电子设备画在皮肤上,精准跟踪身体状态

时间: 2020年08月21日 | 作者: Admin | 来源: 科研圈
用墨水笔在皮肤上绘制多功能传感器和电路,可以更精确且无运动伪影地跟踪人们的肌肉信号、心率、体温和皮肤水分等健康数据。


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用墨水笔在皮肤上绘制出多功能传感器和电路,即可得到一种“画在皮肤上”的新型电子产品。图片来源:论文


来源 UNIVERSITY OF HOUSTON

编译 闫硕

编辑 魏潇


近日,美国休斯顿大学机械工程副教授 Bill D.Cook 领导的研究小组开发出了一种“画在皮肤上的”的新型可穿戴电子设备。相比于普通的可穿戴设备,这种新型的设备可以收集到更精确且无运动伪影的健康数据。


当人们用可穿戴设备来记录运动步数时,可能对设备的精确度要求不高。但是,如果用可穿戴设备来监测心脏功能、体温和其他有关健康的物理信号时,总是希望越精确越好。因为,监测得到的健康数据通常是用于医学诊断和治疗的。


但即使是最灵敏的可穿戴设备也会受到运动伪影的限制。运动伪影是由 “相位错配”引起的,这是因为设备与人体之间会发生相对运动,导致在相位编码期间出现空间上位置的不正确。对于可穿戴设备来说,运动伪影是由于佩戴者的动作引起的传感器检测信号失真。因此,当传感器不能与皮肤同步移动时,健康数据的采集也会受到限制。这一发表在《自然-通讯》上的研究解决了可穿戴设备长期存在的这类难题。


这种“画在皮肤上的”电子产品是通过用墨水笔在皮肤上绘制出多功能传感器和电路来实现的。墨水笔中实际上包含三种电子墨水,分别是导体、半导体和电介质。研究人员指出:“电子墨水可以根据需要自由绘制,绘制的图形可用作晶体管、应变传感器、温度传感器、加热器、皮肤水合传感器和电生理传感器等器件。”


这种设备不仅能够无缝地从人体收集数据,还具有其他优点,例如不需要专用设备即可简单地制造。研究人员说:“它的应用就像用笔在纸上写字一样。我们准备好几种电子材料,注入墨水笔中,完成绘制即可。墨水笔画出来的是液体,就像纸上的墨水一样,干得很快。”


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用墨水笔绘制的过程。图片来源:论文


这种“画在皮肤上”的电子产品可以个性化定制,用于收集不同类型的物理信息。研究人员指出,这种电子设备能够跟踪肌肉信号、心率、体温和皮肤水分等不同的物理数据。未来,这种电子设备可以应用在人无法佩戴复杂检测设备的情况下,例如在战场上,这种设备就会特别有用。


另外研究人员报告说,这种“画在皮肤上的”电子设备还表现出加速伤口愈合的能力,这可能是由于持续地电刺激引起的。



来源:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/uoh-eo073020.php