웨어러블 기술은 건강을 모니터링하는 반창고처럼 작동합니다.
과학자들은 전선, 배터리 또는 회로를 사용하지 않고 움직임, 심박수 및 호흡을 추적하는 혁신적인 웨어러블 기술 장치를 설계했습니다. 이 장치는 반창고처럼 사람의 피부에 달라 붙습니다.
인간의 피부는 매혹적인 기관입니다. 사실, 그것은 인체에서 가장 크고 무거운 기관으로 평균적으로 약 20 평방 피트에 이릅니다.
피부의 주요 기능은 보호입니다. 그것은 우리의 내부와 외부 세계 사이에 장벽을 만듭니다. 그러나 피부는 우리를 보호하는 것 이상의 역할을합니다.
피부의 다양한 층이 새로운 세포를 생성하고 피부에 색을 부여하며 지방을 저장합니다. 피부는 또한 체온과 수분 손실을 조절하는 데 도움이되며 압력, 진동, 접촉 및 통증을 감지하는 데 도움이되는 신경 종말이 포함되어 있습니다.
우리의 피부는 신체적, 정서적 상태에 대한 창을 제공 할 수있는 생리적 변화의 외부 징후가 우리의 내부 상태에 대해 많은 것을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어 연구자들은 갈바닉 피부 반응을 사용하여 개인의 각성 수준, "스트레스, 흥분, 참여, 좌절 및 분노"에 대한 통찰력을 얻습니다.
이제 과학자들은 배터리, 전선 또는 칩이 필요하지 않은 장치로 이러한 피부 신호를 활용하는 방법을 개발했습니다.
캘리포니아 스탠포드 대학교의 화학 공학 교수 인 Zhenan Bao와 그녀의 팀은 반창고처럼 피부에 달라 붙는 패치를 설계하고 사람의 피부가 늘어나고 수축하는 방식을 측정했습니다.
그런 다음 장치는 이러한 판독 값을 사람의 옷에 부착 된 수신기에 무선으로 전송합니다.
이 수치를 바탕으로 연구진은 사람의 호흡과 심박수, 팔과 다리 움직임을 모니터링 할 수있었습니다.
Bao 교수와 팀은 저널에 웨어러블 기술 장치를 설명합니다. 자연 전자.
BodyNET의 작동 원리
연구원들은 그들의 장치를“Body Area Sensor Network”또는“BodyNET”이라고 명명하고“인간의 생리적 신호를 모니터링하는 데 사용할 수있는 네트워크 센서 모음”으로 정의했습니다.
이 논문에서 연구원들은 BodyNET을 테스트 한 방법을 설명합니다. 그들은 센서를 참가자의 손목과 복부에 부착하여 맥박과 호흡을 감지했습니다.
참가자의 팔꿈치와 무릎에 센서를 배치하면 패치가 구부러진 근육에 해당하는 부위의 피부가 늘어나고 수축하는 것을 감지하여 환자가 언제 움직 였는지 알 수 있습니다.
BodyNET은 무선 주파수 식별 (RFID)을 사용하여 작동합니다.이 기술은 키리스 액세스 시스템 및 키 카드에도 사용됩니다.
키 카드를 사용하면 카드의 안테나가 수신기에서 RFID 에너지를 가져 와서이를 사용하여 암호를 생성합니다. 그런 다음 카드는이 패스 코드를 수신자에게 다시 보냅니다.
BodyNET의 경우 연구원들은 피부와 함께 확장, 축소 및 구부러 질 수있는 안테나를 통해 RFID 에너지를 전송하는 방법을 찾아야했습니다.
과학자들은 금속 잉크를 사용하여이 안테나를 만들었지 만 곧 신호가 안테나와 피부의 지속적인 움직임과 변동을 따라갈만큼 충분히 강하지 않다는 것을 깨달았습니다.
그래서 그들은보다 안정적이고 정확한 신호를 보낼 수있는 새롭고 강력한 RFID 시스템을 설계했습니다. 이 혁신적인 시스템은 Bluetooth 기술을 사용하여 수신기에서 스마트 폰 또는 기타 무선 장치로 판독 값을 전송합니다.
연구원들은 의료 전문가들이이 장치를 사용하여 수면 문제와 심장 질환이있는 사람들을 모니터링하기를 바랍니다. 팀의 다음 단계는 패치가 땀과 온도를 감지하는 방법을 알아내는 것입니다.
"언젠가는 사람의 정상적인 행동을 방해하지 않고 생리 학적 데이터를 수집하는 전신 피부 센서 어레이를 만들 수있을 것입니다."
Zhenan Bao 교수
