Smart Wearables: นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นสร้าง "ผิวที่สอง" ด้วยพลังแสงอาทิตย์

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ค่อนข้างน่าประทับใจเมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในใหม่ ธรรมชาติ การศึกษาพัดการแข่งขันออกมาจากน้ำ ในขณะที่ Apple Watch ได้รับการติดตั้งเซ็นเซอร์ EKG ที่ได้รับการรับรองจาก FDA และ บริษัท ต่าง ๆ เช่น Samsung กำลังพยายามทำให้สมาร์ทวอทช์มีลักษณะเหมือนงบแฟชั่นอุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในกระดาษตีพิมพ์เมื่อวันพุธ อุปกรณ์ตรวจจับหัวใจนี้ไม่มีสายไฟไม่จำเป็นต้องชาร์จและมีขนาดเล็กจนสามารถห่อรอบหัวใจของหนู

ศึกษา Kenjiro Fukuda ผู้เขียนร่วม, Ph.D., นักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ศูนย์ RIKEN ของญี่ปุ่นสำหรับวิทยาศาสตร์เรื่องฉุกเฉินเป็นเรื่องง่ายที่จะพูดว่าอุปกรณ์ของเขาแสดงถึงก้าวสำคัญสำหรับการสวมใส่ ดูเหมือนว่าเป็นตัวช่วยวงดนตรีมากกว่านาฬิกาและบางกว่ากระดาษแข็ง

“ เราคาดหวังว่าการตรวจหัวใจเต้นเป็นระยะเวลานานจะรู้สึกไม่สบายเล็กน้อยเมื่อติดตั้งอุปกรณ์เข้ากับร่างกายมนุษย์” เขากล่าว ผกผัน. “ ความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบาสามารถลดความรู้สึกไม่สบายเมื่อติดตั้งอุปกรณ์กับร่างกายมนุษย์”

อุปกรณ์ที่คุณยืดหยุ่นได้ด้วย

แม้ว่าอุปกรณ์ของฟูกูดะจะไม่ทรงพลังกว่าเทคโนโลยีการตรวจจับหัวใจที่มีอยู่ แต่ก็สามารถแก้ไขปัญหาเร่งด่วนของเครื่องมือติดตามสมาร์ทวอทช์ได้มากขึ้นนั่นก็คือความยืดหยุ่น ร่างกายมนุษย์เคลื่อนไหวในรูปแบบที่แปลกและคาดเดาไม่ได้ดังนั้นอุปกรณ์ที่ตรวจจับอัตราการเต้นของหัวใจที่ข้อมือบางครั้งอาจเกิดความสับสนโดยการเคลื่อนไหวที่น่าอึดอัดใจ

“ อุปกรณ์บางเฉียบเช่นนั้นช่วยให้มีความสอดคล้องที่ดีกว่าอุปกรณ์ที่สวมใส่ทั่วไปเช่นนาฬิกาอัจฉริยะ” เขากล่าว “ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การตรวจสอบที่ดีขึ้นและมีเสถียรภาพมากขึ้นกว่าอุปกรณ์ทั่วไปดังกล่าว”

ในการทดสอบเบื้องต้นทีมสามารถห่ออุปกรณ์รอบ ๆ หัวใจของหนูซึ่งมันจะเกาะติดแน่นกับพื้นผิวที่กลมและบาง การทดลองของพวกเขาเปิดเผยว่าแม้จะมีการเต้นของหัวใจที่เน้นออกมาไม่เป็นจังหวะ แต่อุปกรณ์ก็สามารถบันทึกการเต้นของหัวใจแต่ละครั้งได้อย่างถูกต้องแล้วจึงถ่ายโอนข้อมูลนั้นไปยังอุปกรณ์ภายนอก แม้แต่เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจที่รัดหน้าอกระดับสูงก็ยังไม่สามารถทำงานนี้ได้สำเร็จ

การแก้ปัญหาพลังงานแสงอาทิตย์

การทดสอบที่หัวใจหนูนั้นมีแสงแวบวาบ แต่ที่ซึ่งอุปกรณ์นี้แตกอย่างแท้จริงอยู่ในแนวทางที่ขับเคลื่อน ทีมนี้สามารถปลูกฝังเซลล์แสงอาทิตย์อินทรีย์ขนาดเล็กบนอุปกรณ์ที่สามารถแปลงแสงเป็นไฟฟ้า ความคิดคือการสร้างเครื่องแต่งกายแบบยั่งยืนที่ไม่ต้องถอดออก

การพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องสวมใส่ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้พิสูจน์ความท้าทายสำหรับนักวิจัยคนอื่น ๆ ฟูกูดะกล่าวว่าเพราะมันยากที่จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์สุริยะที่สำคัญเหล่านี้ได้รับแสงแดดในปริมาณที่เหมาะสมหากคนกำลังงอโค้งงอและเปลี่ยนมุมของอุปกรณ์ แหล่งกำเนิดแสง

อุปกรณ์ของเขาแก้ปัญหานี้ได้อย่างสวยงาม: เขาสร้างพื้นผิว "นาโน - ตะแกรง" บนส่วนของเซลล์สุริยะที่ดูดซับแสง พื้นผิวที่ขรุขระด้วยกล้องจุลทรรศน์ช่วยลดผลกระทบจากมุมแปลก ๆ ทางอ้อมต่อการดูดกลืนแสงของเซลล์ ฟูกูดะกล่าวต่อไปว่าเทคนิคนี้ช่วยให้ "มุมของแสงอิสระ" ในเซลล์สุริยะ

แนวคิดที่อยู่เบื้องหลังอุปกรณ์นี้และอื่น ๆ ที่อยู่ภายใต้การพัฒนาที่ห้องทดลองของฟูกูดะคือการสร้างเครื่องแต่งตัวที่ทำหน้าที่เหมือนผิวที่สองมากกว่างบแฟชั่น แต่ในขณะที่ดูเหมือนว่าพวกเขามีความก้าวหน้าในการทำให้อุปกรณ์ของพวกเขาราบรื่นพวกเขายังคงมีวิธีที่จะไปก่อนที่อุปกรณ์ของพวกเขาจะขึ้นอยู่กับมาตรฐานทางการแพทย์ ยังฟูกูดะมีความหวัง

“ อุปกรณ์ของเราไม่ต้องการการตรวจสอบที่แม่นยำกว่าอุปกรณ์ตรวจสอบคลื่นไฟฟ้าหัวใจทั่วไปที่ใช้ในการตรวจร่างกาย” เขากล่าว “ หากความแม่นยำได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นสิ่งนี้สามารถใช้เป็นระบบคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่มองไม่เห็นสำหรับการดูแลสุขภาพ / การแพทย์”