Nya flexibla tatueringssensorer övervakar trötthet

Ingenjörer från Tufts University, USA, har skapat och demonstrerat flexibla trådbaserade sensorer som

kan mäta nackrörelser, tillhandahålla dataom huvudets riktning, rotationsvinkel och grad av förskjutning. Den nya upptäckten kommer att leda till subtila, omärkliga tatueringar. Enligt forskare kommer de att kunna mäta atletisk prestation, övervaka arbetare eller förares trötthet och hjälpa patienter och läkare att övervaka framstegen i sjukgymnastik. Tekniken ansluter sig till ett växande antal trådsensorer som kan vävas in i textilier, mäta gaser och kemikalier i miljön eller metaboliter i mänsklig svett.

I sina experiment placerade forskarna tvåtrådar i form av bokstaven "X" på motivets nacke. Belagda med elektriskt ledande kolbaserat bläck upptäcker sensorerna rörelse när filamenten böjs. När motivet gjorde en serie huvudrörelser skickade ledningar signaler till en liten Bluetooth-modul som sedan överförde data trådlöst till en dator eller smartphone för analys.

Svepelektronmikroskopi av belagda trådarkolfärg. Till vänster är en rak tråd. Böjning av de belagda filamenten skapar en spänning (höger) som ändrar deras elektriska ledningsförmåga — ett värde som kan användas för att beräkna graden av deformation (200 mikron skala)

Dataanalys inkluderade sofistikerade verktygsmaskinerutbildning för att tolka signaler och omvandla dem för att kvantifiera huvudrörelser i realtid med 93% noggrannhet. Således spårar sensorerna och processorn rörelsen utan störningar i form av ledningar, skrymmande enheter. Sådana smarta trådar kommer att eliminera användningen av kameror eller begränsningarna i ett rum eller laboratorieutrymme.

Enligt forskarna, även om algoritmer bordevara specialiserade för varje kroppsområde, visar principbeviset att trådsensorer kan användas för att mäta rörelse i andra extremiteter. Hudplåster eller till och med åtsittande kläder som innehåller trådar kan användas för att spåra rörelse i miljöer där mätning är viktigast. Till exempel på vägen, på arbetsplatsen eller i klassrummet. Det faktum att en kamera inte behövs ger ytterligare integritet.

Detta är en lovande demonstration av hur vi kan bygga sensorer som övervakar hälsa, prestanda och miljö på ett diskret sätt.

Yiwen Jiang, ingenjörsstudent vid Tufts University och första författare till studien

På vägen varnar en speciell lapptatueringtrötthetsförarens trötthet eller andra situationer där operatörens vaksamhet är kritisk, övervakar rörelsen på huvudet på en person som håller på att somna.

"Om vi ​​kan utveckla den här teknikenVidare kommer vi att kunna hitta ett brett utbud av applikationer inom hälsovårdssektorn”, avslutar Jiang. "Till exempel kan de som forskar om Parkinsons sjukdom och andra neuromuskulära sjukdomar också spåra försökspersoners rörelser när de rör sig i sina vanliga miljöer och dagliga liv för att samla in data om deras tillstånd och behandlingens effektivitet."

Läs mer

Hittade en ny typ av svart hål som inte passar in i relativitetsteorin

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda

Forskare har utvecklat en ersättning för relativitetsteorin. Vad är kärnan i "alltingsteorin"?