Nuovi sensori per tatuaggi flessibili monitorano l'affaticamento

Gli ingegneri della Tufts University, negli Stati Uniti, hanno creato e dimostrato sensori flessibili basati su thread

può misurare il movimento del collo, fornendo daticirca la direzione, l'angolo di rotazione e il grado di spostamento della testa. La nuova scoperta porterà a tatuaggi sottili e impercettibili. Secondo gli scienziati, saranno in grado di misurare le prestazioni atletiche, monitorare l’affaticamento dei lavoratori o dei conducenti e aiutare pazienti e medici a monitorare i progressi della terapia fisica. La tecnologia si unisce a un numero crescente di sensori di filo che possono essere intrecciati nei tessuti, misurando gas e sostanze chimiche nell’ambiente o metaboliti nel sudore umano.

Nei loro esperimenti, i ricercatori ne hanno collocati duefili a forma di lettera "X" sul retro del collo del soggetto. Rivestiti con inchiostro a base di carbonio elettricamente conduttivo, i sensori rilevano il movimento quando i filamenti si piegano. Quando il soggetto ha effettuato una serie di movimenti della testa, i cavi hanno inviato segnali a un piccolo modulo Bluetooth, che poi ha trasmesso i dati in modalità wireless a un computer o smartphone per l'analisi.

Microscopia elettronica a scansione di fili rivestitivernice al carbonio. A sinistra c'è un filo dritto. La piegatura dei filamenti rivestiti crea una tensione (a destra) che ne modifica la conduttività elettrica — un valore che può essere utilizzato per calcolare il grado di deformazione (scala 200 micron)

L'analisi dei dati includeva approcci sofisticati alle macchine utensiliformazione per interpretare i segnali e trasformarli per quantificare i movimenti della testa in tempo reale con una precisione del 93%. Pertanto, i sensori e il processore tracciano il movimento senza interferenze sotto forma di fili, dispositivi ingombranti. Tali fili intelligenti elimineranno l'uso di telecamere o i limiti di una stanza o di uno spazio di laboratorio.

Secondo i ricercatori, anche se gli algoritmi dovrebberoessere specializzato per ogni area del corpo, la prova di principio dimostra che i sensori del filo possono essere utilizzati per misurare il movimento in altri arti. Toppe sulla pelle o persino indumenti aderenti contenenti fili possono essere utilizzati per tracciare il movimento in ambienti in cui la misurazione è più importante. Ad esempio, in viaggio, sul posto di lavoro o in classe. Il fatto che non sia necessaria una telecamera fornisce ulteriore privacy.

Questa è una promettente dimostrazione di come possiamo costruire sensori che monitorano la salute, le prestazioni e l’ambiente in modo discreto.

Yiwen Jiang, studente di ingegneria alla Tufts University e primo autore dello studio

Sulla strada, uno speciale tatuaggio patch avviseràstanchezza del camionista o altre situazioni in cui la vigilanza dell'operatore è fondamentale, monitorando il movimento della testa di una persona che sta per addormentarsi.

“Se riusciamo a sviluppare questa tecnologiaInoltre, potremo trovare un’ampia gamma di applicazioni nel settore sanitario”, conclude Jiang. “Ad esempio, coloro che ricercano il morbo di Parkinson e altre malattie neuromuscolari potrebbero anche monitorare i movimenti dei soggetti mentre si spostano nei loro ambienti abituali e nella vita quotidiana per raccogliere dati sulla loro condizione e sull’efficacia del trattamento”.

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