Urządzenia z czujnikami do noszenia, które monitorują wszystko, od liczby kroków po tętno, są niemal wszechobecne. Jednak w przypadku pomiarów stanu zdrowia, na przykład u osób starszych lub chorych a także sportowców mogą być niewystarczające. Diagnozowanie śmiertelnych chorób, testowanie skuteczności nowych leków lub śledzenie wyników zawodowych sportowców, potrzebne są urządzenia klasy medycznej.

Inżynierowie z University of Arizona opracowali rodzaj urządzenia do noszenia, które nazywają „urządzeniem biosymbiotycznym”, które ma kilka bezprecedensowych korzyści.

Urządzenia są nie tylko drukowane na indywidualne zamówienie w technologii 3D i oparte na skanach ciała użytkowników, ale mogą działać bez końca, wykorzystując połączenie bezprzewodowego przesyłania energii i kompaktowego magazynowania energii.

Zespół, kierowany przez Philippa Gutrufa, adiunkta inżynierii biomedycznej i stypendystę wydziału Craiga M. Berge w College of Engineering, opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie „Science Advances”. „Wprowadzamy zupełnie nową koncepcję dostosowania urządzenia bezpośrednio do konkretnej osoby i korzystania z bezprzewodowego przesyłania energii, aby urządzenie mogło działać 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, bez konieczności ładowania” – powiedział Gutruf portalowi SciTechDaily

Obecne czujniki w urządzeniach monitorujących stan zdrowia napotykają różne ograniczenia. Na przykład smartwatche muszą być ładowane i mogą gromadzić tylko ograniczoną ilość danych ze względu na umieszczenie ich na nadgarstku. Korzystając ze skanów 3D całego ciała użytkownika, które można zebrać za pomocą metod, w tym rezonansu magnetycznego, tomografii komputerowej, a nawet starannie połączonych obrazów ze smartfona, Gutruf i jego zespół mogą drukować w technologii 3D indywidualnie dopasowane urządzenia, które można owinąć wokół różnych części ciała.

To praktycznie niezauważalne, lekkie, oddychające, siateczkowe mankiety zaprojektowane specjalnie dla konkretnego bicepsa, łydki lub tułowia. Możliwość konkretnego rozmieszczania czujników pozwala naukowcom mierzyć parametry fizjologiczne, których w innym przypadku nie byliby w stanie zmierzyć.

Umieszczenie czujników w konkretnym miejscu pozwoli zebrać bardzo dokładne i specyficzne dane, na przykład rzeczywista temperatura ciała, odkształcanie się bicepsa podczas ćwiczeń. Czujnik na nadgarstku nie jest w stanie zebrać takich danych.

Czytaj więcej

Inteligentne maski mają chronić przed Covid-19
Autopromocja
FORUM ESG

Co warto wiedzieć o ESG? Jej znaczenie dla firm i gospodarki.

CZYTAJ WIĘCEJ

Ponieważ urządzenia biosymbiotyczne są indywidualnie dopasowane do użytkownika, są także bardzo wrażliwe. Zespół Gutrufa przetestował zdolność urządzenia do monitorowania takich parametrów ciała jak temperatura i obciążenie organizmu, podczas skakania, chodzenia po bieżni i wiosłowania. W teście wiosłowania badani nosili wiele urządzeń, śledząc intensywność ćwiczeń i sposób, w jaki odkształcały się mięśnie, z najdrobniejszymi szczegółami. Urządzenia okazały się wystarczająco dokładne, aby wykryć zmiany temperatury ciała wywołane chodzeniem po schodach.

Biosymbiotyczne urządzenie, które zaprezentował zespół Gutrufa energię czerpie z bezprzewodowego systemu o zasięgu kilku metrów. Urządzenie zawiera również mały magazyn energii, dzięki czemu będzie działać nawet wtedy, gdy użytkownik wyjdzie poza zasięg systemu, w tym poza dom.

„Te urządzenia są zaprojektowane tak, aby nie wymagały interakcji z użytkownikiem” – powiedział Gutruf. „Po prostu je zakładasz i zapominasz o nim, a ono spełnia swoje zadanie” – dodał naukowiec.