Badacze z Cambridge opracowali sposób włączenia elektronicznych czujników do elastycznych tkanin, umożliwiając im tworzenie koszulek lub innych elementów odzieży, które mogłyby być używane do monitorowania parametrów życiowych, takich jak temperatura, oddychanie i tętno.
„Możemy mieć dowolne dostępne na rynku części elektroniczne lub niestandardowe elektroniki laboratoryjne wbudowane w tekstylia, które nosimy na co dzień, tworząc odzież dostosowaną do potrzeb” – mówi Canan Dagdeviren, asystent rozwoju elektroniki LG Electronics w MIT Media Lab. „Można je dostosowywać, dzięki czemu możemy produkować odzież dla każdego, kto potrzebuje pewnych parametrów organizmu, takich jak temperatura, częstość oddechów itp”.
Dagdeviren jest starszym autorem artykułu opisującego nowy materiał w czasopiśmie Flexible Electronics. Irmandy Wicaksono, absolwentka MIT, jest głównym autorem badania. Kilku studentów MIT również włączyło się w badania w ramach programu Możliwości Badań Licencjackich.
Wbudowane czujniki
Inne grupy badawcze opracowały cienkie, przypominające skórę plastry, które mogą mierzyć temperaturę i inne parametry życiowe, ale są one delikatne i należy je przykleić do skóry. Laboratorium Dagdevirena postanowiło stworzyć strukturę bardziej podobną do odzieży, którą normalnie nosimy, używając elastycznej tkaniny z wbudowanymi wymiennymi czujnikami elektronicznymi.
„W naszym przypadku tkanina nie jest elektrycznie funkcjonalna. Jest to tylko pasywny element naszej odzieży, dzięki czemu można wygodnie i wygodnie nosić urządzenia podczas codziennych czynności” – mówi Dagdeviren. „Naszym głównym celem było zmierzenie aktywności fizycznej ciała pod względem temperatury, oddychania, przyspieszenia tętna, wszystko z tej samej części ciała, bez konieczności mocowania ani stosowania żadnej taśmy”.
Elektroniczne czujniki składają się z długich, elastycznych pasków, które są zamknięte w żywicy epoksydowej, a następnie wplecione w wąskie kanały w tkaninie. Kanały te mają małe otwory, które pozwalają na kontakt czujników ze skórą. Do tego badania naukowcy zaprojektowali prototypową koszulę z 30 czujnikami temperatury i akcelerometrem, który może mierzyć ruch użytkownika, tętno i częstość oddechów. Ubranie może następnie przesłać te dane bezprzewodowo do smartfona.
Naukowcy wybrali tkaninę – mieszankę poliestru – ze względu na jej właściwości pochłaniające wilgoć i zdolność do dopasowywania się do skóry, podobnie jak koszule kompresyjne noszone podczas ćwiczeń.
„Z zewnątrz wygląda jak zwykła koszulka, ale od wewnątrz widać części elektroniczne, które dotykają twojej skóry”, mówi Dagdeviren. „Uciska twoje ciało, a aktywne części czujników są narażone na kontakt ze skórą”.
Zdalny monitoring
Naukowcy przetestowali prototypowe koszulki podczas ćwiczeń na siłowni, umożliwiając im monitorowanie zmian temperatury, tętna i częstości oddechów. Ponieważ czujniki pokrywają dużą powierzchnię ciała, badacze mogą obserwować zmiany temperatury w różnych częściach ciała i sposób, w jaki te zmiany korelują ze sobą.
Koszulki mogą być łatwo produkowane w różnych rozmiarach, aby pasowały do różnych grup wiekowych i typów ciała, mówi Dagdeviren. Planuje zacząć opracowywać inne rodzaje odzieży, takie jak spodnie, i pracuje nad wprowadzeniem dodatkowych czujników do monitorowania poziomu tlenu we krwi i innych wskaźników zdrowia.
Czytaj też:
Szkodliwe związki z dymu papierosowego przylegają do ciała i ubrań, a potem szkodzą innym ludziom