贴在皮肤上跟踪健康状况的无线传感器

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我们常常把皮肤的保护功能想当然，而忽略了它在细微信号中的其他功能，比如心跳加快或尴尬脸红。
现在，斯坦福大学的工程师开发出了一种检测皮肤生理信号的方法。这个传感器像创可贴一样贴在皮肤上，然后将无线读数发送给夹在衣服上的接收器。
【贴在皮肤上跟踪健康状况的无线传感器】为了展示这种可穿戴技术，研究人员将传感器固定在受试者的手腕和腹部，并通过检测每次心跳或呼吸时皮肤的拉伸和收缩来监测受试者的脉搏和呼吸。同样，人们的肘部和膝盖上都贴有标签，通过测量相应肌肉每次弯曲时皮肤收紧或放松的时间，可以跟踪手臂和腿部的运动。
工学教授甄安宝的实验室在《自然电子》(NatureElectronics)8月15日发表的一篇文章中描述了这个系统。她的实验室一直试图开发新的贴纸来检测汗液和其他分泌物，以跟踪体温和压力等变量。她的最终目标是创造一套无线传感器，可以附着在皮肤上，与智能衣服协同工作，从而比现在消费者使用的智能手机或手表更精确地跟踪更广泛的健康指标。
“我们相信，有一天，有可能制造出一个全身皮肤传感器阵列，在不干扰人类正常行为的情况下，采集生理数据， ”鲍康如说。
可扩展、舒适且实用。
博士后牛思邈和宋九哲带领一个14人的团队花了三年时间设计传感器。他们的目标是开发一种佩戴舒适、没有电池或刚性电路的技术，以防止贴纸和皮肤拉伸和收缩。
他们的最终设计符合这些参数，并改变了射频识别技术，以控制无钥匙进入上锁的房间。当一个人拿着身份证，面对RFID接收器时，身份证上的天线会从接收器获取少量的RFID能量，利用它产生一个代码，然后将它发送回接收器。
车身贴纸类似身份证：它有一个天线，可以从衣服上的接收器接收一点射频识别能量，为传感器供电。然后，它从皮肤上获取读数，并将其发送回附近的接收器。
但是为了让无线标签发挥作用，研究人员必须创造一种可以像皮肤一样伸展和弯曲的天线。他们通过在橡胶贴纸上丝网印刷金属油墨来做到这一点。然而，每当天线弯曲或拉伸时，这些运动会使其信号太弱和不稳定而无法使用。
为了解决这个问题，斯坦福大学的研究人员开发了一种新型的射频识别系统，可以在不断波动的情况下向接收器发送强大而准确的信号。然后，电池供电的接收器定期使用蓝牙将贴纸上的数据上传到智能手机、电脑或其他永久存储系统。
最初版本的贴纸依靠微小的运动传感器来测量呼吸和脉搏读数。研究人员目前正在研究如何将汗液、温度和其他传感器集成到他们的天线系统中。
为了使他们的技术超越临床应用，进入消费者友好的设备，研究人员需要克服另一个挑战，——，保持传感器和接收器彼此靠近。在他们的实验中，研究人员在每个传感器上方的衣服上夹了一个接收器。传感器和接收器一对一配对在医疗监测中是可行的，但要做一个人在运动时可以穿的防护网，就要把天线编织到衣服里，这样人们无论把传感器放在哪里都可以接收和发送信号。