Sensores colantes flexíveis podem monitorar sem fio seu suor e pulso

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À medida que as pessoas se esforçam cada vez mais para quantificar minuciosamente cada ação que fazem, os sensores que monitoram essas ações estão ficando mais leves e menos invasivos. Dois protótipos de sensores de Stanford e Berkeley rivalizam diretamente com a pele e fornecem uma riqueza de dados fisiológicos.

"BodyNet" sem fio de Stanford não é apenas flexível para sobreviver ao desgaste da superfície do corpo; essa flexão é de onde vem seus dados.

O sensor é feito de tinta metálica colocada em cima de um material flexível como aquele em uma bandagem adesiva. Mas, ao contrário dos telefones e dos smartwatches, que usam minúsculos acelerômetros ou truques ópticos para rastrear o corpo, esse sistema depende de como ele é esticado e comprimido. Esses movimentos causam pequenas mudanças na forma como a eletricidade passa pela tinta, mudanças que são transmitidas para um processador próximo.

Naturalmente, se alguém é colocado em uma junta, como alguns desses adesivos eletrônicos, ele pode informar se e quanto essa junta foi flexionada. Mas o sistema é sensível o suficiente para detectar as pequenas mudanças que a pele experimenta durante cada batimento cardíaco ou as mudanças mais amplas que acompanham a respiração.

O problema vem quando você tem que obter esse sinal fora a pele. Usar um fio é irritante e definitivamente muito dos anos 90. Mas as antenas não funcionam bem quando são flexionadas em direções estranhas – a eficiência cai de um penhasco, e há muito pouca energia para começar – o sensor de pele é alimentado pela coleta de sinais RFID, uma técnica que rende muito pouco. de tensão.

A segunda parte de seu trabalho, então, e a parte que claramente necessita de maior aprimoramento e miniaturização, é o receptor, que coleta e retransmite o sinal do sensor para um telefone ou outro dispositivo. Embora eles conseguiram criar uma unidade que é leve o suficiente para ser cortada em roupas, ainda não é o tipo de coisa que você gostaria de usar na academia.

A boa notícia é que é uma limitação de engenharia e design, não uma limitação teórica – portanto, um par de anos de trabalho e progresso na frente eletrônica e eles poderiam ter um sistema muito mais atraente.

"Acreditamos que um dia será possível criar um conjunto de sensores de pele para coletar dados fisiológicos sem interferir no comportamento normal de uma pessoa", disse Zhenan Bao, professor de Stanford, em um comunicado à imprensa.

Over at Cal é um projeto em um domínio similar que está trabalhando para ir do protótipo à produção. Pesquisadores têm trabalhado em um monitor de suor por alguns anos que pode detectar vários fatores fisiológicos.

Normalmente, você coleta o suor a cada 15 minutos ou mais e analisa cada lote separadamente. Mas isso não lhe dá uma resolução temporal muito boa – e se você quiser saber como o suor muda minuto a minuto ou menos? Ao juntar os sistemas de coleta e análise de suor diretamente na pele, você pode fazer exatamente isso.

Embora o sensor já esteja funcionando há algum tempo, só recentemente a equipe começou a migrar para testes em escala, para ver exatamente o que as medições de suor têm a oferecer.

“O objetivo do projeto não é apenas fazer os sensores, mas começar a fazer muitos estudos de assunto e ver o que o suor nos diz – eu sempre digo 'decodificando' a composição do suor. Para isso, precisamos de sensores confiáveis, reprodutíveis e que possamos fabricar em escala, de modo que possamos colocar vários sensores em diferentes pontos do corpo e colocá-los em vários assuntos ”, explicou Ali Javey, professor de Berkeley e chefe do projeto. .

Como qualquer pessoa que esteja trabalhando em hardware lhe dirá, passar de um protótipo construído à mão para um modelo produzido em massa é um grande desafio. Assim, a equipe de Berkeley entrevistou seus amigos finlandeses no Centro de Pesquisa Técnica da VTT, que faz uma especialidade de impressão roll-to-roll.

Para eletrônicos relativamente simples e planos, o roll-to-roll é uma ótima técnica, essencialmente imprimindo os sensores diretamente em um substrato plástico flexível que pode ser simplesmente cortado em tamanho. Dessa forma, eles podem criar centenas ou milhares de sensores de maneira rápida e barata, tornando-os muito mais simples de implantar em escalas arbitrárias.

Eles estão longe de ser os únicos projetos eletrônicos flexíveis ou montados na pele, mas está claro que estamos nos aproximando do ponto em que eles começam a sair do laboratório e se dirigir a hospitais, academias e residências.

O artigo descrevendo o sensor flexível de Stanford apareceu esta semana na revista Nature Electronics, enquanto o rastreador de suor de Berkeley estava em Avanços da ciência.

Fonte: TechCrunch