Công nghệ đeo được hoạt động giống như Band-Aid để theo dõi sức khỏe
Các nhà khoa học đã thiết kế một thiết bị công nghệ sáng tạo có thể đeo được, theo dõi chuyển động, nhịp tim và nhịp thở mà không cần sử dụng bất kỳ dây điện, pin hoặc mạch điện nào. Thiết bị dính vào da người giống như Band-Aid.
Da người là một cơ quan hấp dẫn. Trên thực tế, nó là cơ quan lớn nhất và nặng nhất của cơ thể con người, trung bình rộng khoảng 20 feet vuông.
Chức năng chính của da là bảo vệ; nó tạo ra một rào cản giữa nội tâm của chúng ta và thế giới bên ngoài. Tuy nhiên, làn da còn làm được nhiều điều hơn là bảo vệ chúng ta.
Các lớp da khác nhau tạo ra các tế bào mới, tạo màu cho da và tích trữ chất béo. Da cũng giúp kiểm soát nhiệt độ cơ thể và sự mất nước, đồng thời chứa các đầu dây thần kinh giúp chúng ta phát hiện áp lực, rung động, chạm và đau.
Da của chúng ta có thể cho biết nhiều về trạng thái bên trong của chúng ta, vì các dấu hiệu bên ngoài của những thay đổi sinh lý có thể cung cấp một cửa sổ cho các điều kiện thể chất và cảm xúc của chúng ta. Ví dụ, các nhà nghiên cứu sử dụng phản ứng của da galvanic để hiểu rõ hơn về mức độ kích thích, “căng thẳng, phấn khích, tương tác, thất vọng và tức giận” của một người.
Giờ đây, các nhà khoa học đã phát triển một cách để khai thác các tín hiệu da này bằng một thiết bị không cần pin, dây điện hoặc chip.
Zhenan Bao, giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học Stanford, California, và nhóm của cô đã thiết kế một miếng dán dính vào da giống như Band-Aid và đo lường cách da của một người căng ra và co lại.
Sau đó, thiết bị sẽ gửi các kết quả đọc này không dây tới một bộ thu được gắn trên quần áo của người đó.
Dựa trên những bài đọc này, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi nhịp thở và nhịp tim của một người, cũng như chuyển động của cánh tay và chân của họ.
GS Bao và nhóm nghiên cứu mô tả thiết bị công nghệ có thể đeo của họ trên tạp chí Tự nhiên Điện tử.
Cách hoạt động của BodyNET
Các nhà nghiên cứu đặt tên cho thiết bị của họ là “mạng cảm biến vùng cơ thể” hoặc “BodyNET” và họ định nghĩa nó là “một tập hợp các cảm biến được nối mạng có thể được sử dụng để theo dõi các tín hiệu sinh lý của con người”.
Trong bài báo, các nhà nghiên cứu mô tả cách họ thử nghiệm BodyNET. Họ dán các cảm biến vào cổ tay và bụng của một người tham gia để phát hiện mạch và nhịp thở của họ.
Việc đặt các cảm biến trên khuỷu tay và đầu gối của người tham gia cho phép các nhà nghiên cứu biết khi nào người đó di chuyển, vì miếng dán phát hiện sự kéo căng và co lại của da ở những vùng tương ứng với các cơ gập lại.
BodyNET hoạt động bằng cách sử dụng nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) - một công nghệ cũng được sử dụng trong các hệ thống truy cập không cần chìa khóa và thẻ khóa.
Với thẻ khóa, một ăng-ten trong thẻ nhận năng lượng RFID từ bộ thu và sử dụng nó để tạo mật mã. Sau đó, thẻ sẽ gửi lại mật mã này cho người nhận.
Đối với BodyNET, các nhà nghiên cứu đã phải tìm cách truyền năng lượng RFID thông qua một ăng-ten có thể giãn nở, co lại và uốn cong cùng với da.
Các nhà khoa học đã sử dụng mực kim loại để tạo ra ăng-ten này, nhưng họ sớm nhận ra rằng tín hiệu không đủ mạnh để theo kịp các chuyển động và dao động liên tục của ăng-ten và da.
Vì vậy, họ đã thiết kế một loại hệ thống RFID mới, mạnh hơn để gửi tín hiệu ổn định và chính xác hơn. Hệ thống sáng tạo này cũng sử dụng công nghệ Bluetooth để gửi các kết quả đọc từ bộ thu đến điện thoại thông minh hoặc bất kỳ thiết bị không dây nào khác.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng các chuyên gia chăm sóc sức khỏe sẽ sử dụng thiết bị này để theo dõi những người có vấn đề về giấc ngủ và bệnh tim. Đối với nhóm, các bước tiếp theo là tìm ra cách miếng dán cũng có thể phát hiện mồ hôi và nhiệt độ.
“Chúng tôi nghĩ rằng, một ngày nào đó, sẽ có thể tạo ra một mảng cảm biến da toàn thân để thu thập dữ liệu sinh lý học mà không ảnh hưởng đến hành vi bình thường của một người”.
GS Zhenan Bao
