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allbet注册:穿着式心理感测装置 四大发展趋势

admin2020-07-0331admin快讯

许多研究希望以泪液感测取代血液,将化学感测器连系至隐形眼镜中,或可采集眼泪中的葡萄糖浓度等资讯,借此追踪、诊断糖尿病或心血管等疾病。图/载自网路 汗液剖析具有类似血液剖析的效果,可有用领会身体状态,如运动状态、监测心率及身体水分。图/载自网路 美国加州大学柏克莱分校研发出能自行供电的智慧手表,可监测汗液的葡萄糖浓度。图/载自网路

趋势一:感测汗液身分研究最热门

汗液中含有大量心理讯息,一直是穿着式心理监测未充分行使的资源,汗液剖析具有类似血液剖析的效果,可有用领会身体状态,例如运动状态、监测心率及身体水分等,且相较于抽血仅能获得单一时间点的数据,监测汗液可以获得一段时间内的心理转变。

其中较多研究是探讨感测汗液中的葡萄糖浓度,用以追踪与血糖相关的问题。美国加州大学柏克莱分校Zhao Jiangqi教授与其团队研发出能自行供电的智慧手表,即用于监测汗液的葡萄糖浓度,表带为可挠式太阳能发电面板,并使用可挠式锌锰电池储存太阳能发电电力,即可长时间不脱下手表充电、实现连续监测。

但汗液检测手艺最大的问题,在于受测者需要发生汗水,使用局限被限制在受测者运动时。美国辛辛那提大学Jason Heikenfeld教授及其团队因此研发一种能刺激皮肤汗腺的贴布,连系在感测器上,其中含有卡巴胆碱药剂,使用极微小的电流,将药剂引至皮肤上来刺激汗液发生,再以感测器剖析汗液。

简而言之,感测汗液以到达心理监测属于较为主流的方式,在微型电子设备的组成、感测手艺、资讯数据的传导都有显著希望,不外未来还需连续增进感测器的灵敏度、可剖析物质的局限,以及解决差别环境影响造成的感测转变,以提升替换检测血液的可靠性及稳定性。

趋势二:柔性电子皮肤快速生长

人体表层多为皮肤覆蓋,可附着于皮肤的感测装置便受到重视,电子皮肤主要透过异常薄的电极、电源、通讯元件等组合而成,通常具备柔韧性、延展性,且仿造人体皮肤、有自我修复的能力,在现实应用中,类似电子皮肤这种柔性装置,可能因受测者动作而来的拉伸、弯曲使结构损坏,因此电子皮肤相关的质料研究逐渐获得重视。

中国科学院深圳科学手艺研究院团队,将石墨烯与奈米碳管引入聚胺酯基质中,以获得柔性奈米复合物用来包覆感测器、提升介电性与导热性,降低使用装置的损伤并具自行修复的功效。

美国伊利诺伊大学贝克曼研究所提出三项电子皮肤整合方式,包罗暂且纹身型,如将NFC晶片直接安装于丙烯酸胶膜上,并贴于皮肤;软/硬整合型,将感测晶片及可延展的电路装于柔性基板上;特定用途型,如置于发泡矽胶上的汗液感测器。

近期南韩科学手艺院则行使3D列印,研发出接合液态金属及微凸块阵列的压力感测器,解决固态材质的软性感测器准确度不足的问题,可精准丈量脉搏、血压,且成本相对低廉,预估可使用跨越一万个舒展周期。

而未来的手艺除了保持电子皮肤的柔韧性及可修复性,还会连续走向透明化、大面积化,并可应用于残疾人士的义肢,透过感测神经刺激,通报脑部电讯号以控制义肢的流动,甚至可连结即时的数据剖析,领会所触摸的环境外面是否有细菌。

趋势三:感测眼泪及眼压的智慧隐形眼镜受瞩目

另一项生长相对较为成熟的心理感测装置,是感测眼泪及眼压的智慧隐形眼镜。眼泪犹如汗液一样含有许多生物符号,许多研究亦希望以泪液感测取代血液剖析,加上隐形眼镜为大多数人常用的物品,将化学感测器连系至隐形眼镜中,或可采集眼泪中的葡萄糖浓度等资讯,借此追踪、诊断糖尿病或心血管等疾病。

透过隐形眼镜丈量眼压,亦是另一种感测类型。瑞士医疗器材制造商Sensimed即开发水晶体眼压感测器,应用压电感测原理,也就是,当眼压改变时电阻会随着改变,以此种方式做青光眼的监测与诊断,而镜片内嵌入天线、电路及发射器,可透过蓝牙连结至电脑举行资料传输。

交大电机工程系教授邱俊诚所向导的研究团队,也乐成研发出感测器隐形眼镜,以矽水胶为镜片主体,具透水、透氧性能,感测器及晶片则以金作为质料,使眼睛不会直接接触到感测器。

这类心理感测装置未来的挑战,也与汗液类似,眼泪中感测标的将扩大到其他代谢物及电解质,也可用于检测与疾病相关的蛋白质浓度,但仍需举行相关的研究与验证,此外将微型电子设备置于眼睛对平安性要求高,此课题仍有待研究。

趋势四:口腔唾液 容易采集感测

口腔中的唾液及呼吸的气息皆含有大量的生物符号,如代谢物、种种酵素、蛋白质与微生物等,且唾液采集容易、便于提供利于诊断的有用讯息,近期有愈来愈多的研究探讨各式置于口中的感测装置。

美国塔夫茨大学工学系研究团队,研发出迷你牙齿贴片型感测器,仅须贴在牙齿上即可最先侦测,以化学感测器侦测口中的葡萄糖、盐分、酒精等摄取量,再借由内建的微型天线,传送食物差别营养身分所发生频率波长的改变到智慧型手机,以领会饮食情形。

美国加州大学圣地牙哥分校与阿尔卡拉大学配合互助研发出用于剖析婴儿唾液的奶嘴感测器,由于婴儿的皮肤及眼睛都未发育完全,不适用上述感测方式,然而连续监测婴儿的血糖值异常重要,若失调可能会严重损害神经功效,奶嘴感测器是将感测器置于中心,相关电子零件置于把手处,从奶嘴头网络唾液至电化学室举行感测,再传送至手机领会婴儿心理状态。

与汗液和眼泪相比,唾液较容易取样,但也较易受食物等污染影响,因此需开发更具抗污性的材质及装置,以降低环境或其他非主要侦测标的物的滋扰。

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