Smart Wearables: japanske forskere skaber soldrevet "anden hud"

Fremskridt i bærbar teknologi har været ret imponerende i det seneste, men enheden beskrevet i en ny Natur undersøgelse blæser konkurrencen ud af vandet. Mens Apple Watch er nu udstyret med en FDA-godkendt EKG-sensor, og virksomheder som Samsung går ud af deres måde at få smartwatches til at ligne fashion statements, beskrev den enhed, der er beskrevet i papiret, offentliggjort onsdag, begge to skam. Denne hjertesensor har ingen ledninger, kræver ingen opladning og er så lille, at den kan ombrydes rundt om rotterets hjerte.

Studie medforfatter Kenjiro Fukuda, Ph.D., en forsker ved Japans RIKEN Center for Emergent Matter Science, siger hurtigt, at hans enhed udgør et stort fremskridt for wearables. Det ligner mere en båndstøtte end et ur, og det er tyndere end et stykke pap.

"Vi forventer langsigtet overvågning af hjerteslag med minimal ubehag, når enhederne er fastgjort på kroppen," fortæller han Inverse. "Dens fleksibilitet og let vægt kan reducere ubehag, når enhederne er fastgjort på en menneskekrop."

En enhed, du kan bøje med

Mens Fukudas enhed ikke er mere kraftfuld end nogen eksisterende hjertefølsom teknologi, løser det et af de mere presserende spørgsmål i smartwatch trackers: fleksibilitet. Menneskelige legemer bevæger sig på mærkelige og uforudsigelige måder, så enheder, der registrerer hjertefrekvens på håndleddet, kan undertiden blive forvirret af akavede bevægelser.

"Sådanne ultratynde enheder muliggør bedre overensstemmelse end konventionelle bærbare enheder, såsom en smart-ur," siger han. "Dette kan føre til bedre og mere stabil overvågning end sådanne konventionelle enheder."

I tidlige tests kunne holdet ombryde enheden rundt om et rotters hjerte, hvor det var tæt på den slimede runde overflade. Deres forsøg viste, at på trods af den ujævne pounding af rotteens stressede hjerte kunne enheden registrere hvert hjerteslag nøjagtigt og derefter overføre disse data til en ekstern enhed. Selv en high-end brystbælte pulsmåler sandsynligvis ville ikke udføre denne opgave.

Løsning af solproblemet

Testen på rottehjertet var prangende, men hvor denne enhed virkelig går i stykker, er den i vejen den er drevet. Dette hold var i stand til at implantere små organiske solceller på enheden, som kan konvertere lys til elektricitet. Tanken var at skabe en selvbærende bærbar, som aldrig skal tages af.

Udvikling af soldrevne anvendelige teknologier har vist sig at være udfordrende for andre forskere, siger Fukuda, fordi det er svært at være sikker på, at de afgørende solceller får den rigtige mængde sollys, hvis en person bøjer, bøjer og hele tiden ændrer enhedens vinkel i forholdet til en lyskilde.

Hans enhed løst dette ganske elegant: Han skabte en "nano-gitter" overflade på dele af solcellerne, der absorberer lys. Denne mikroskopisk ru overflade hjalp med at mildne virkningerne af mærkelige, indirekte vinkler på cellens lysabsorption. Fukuda går så langt som at sige, at denne teknik muliggør "lys vinkel uafhængighed" i solcellerne.

Ideen bag denne enhed, og andre som det under udvikling hos Fukuda's lab, er at skabe slidvarer, der virker mere som anden hud end mode udsagn. Men mens de synes at have gjort fremskridt med at gøre deres enheder sømløse, har de stadig en vej at gå, før deres enheder er op til medicinske standarder. Alligevel er Fukuda håb.

"Vores enheder forventer ikke mere præcis overvågning end konventionel EKG-overvågningsenhed, der bruges til medicinsk checkup," siger han. "Hvis nøjagtigheden forbedres yderligere, kan den også bruges som umærkelige elektrokardiogramsystemer til sundhedspleje / medicinsk brug."