La tecnologia indossabile funziona come un cerotto per monitorare la salute
Gli scienziati hanno progettato un dispositivo tecnologico innovativo e indossabile che tiene traccia del movimento, della frequenza cardiaca e della respirazione senza utilizzare cavi, batterie o circuiti. Il dispositivo si attacca alla pelle umana come un cerotto.
La pelle umana è un organo affascinante. In effetti, è l'organo più grande e pesante del corpo umano, che si estende in media per circa 20 piedi quadrati.
La funzione principale della pelle è protettiva; crea una barriera tra i nostri interni e il mondo esterno. Tuttavia, la pelle fa molto di più che proteggerci.
I vari strati della pelle creano nuove cellule, conferiscono alla pelle il suo colore e immagazzinano il grasso. La pelle aiuta anche a controllare la temperatura corporea e la perdita d'acqua e contiene terminazioni nervose che ci aiutano a rilevare la pressione, le vibrazioni, il tatto e il dolore.
La nostra pelle può rivelare molto sui nostri stati interni, poiché i segni esteriori di cambiamenti fisiologici possono fornire una finestra sulle nostre condizioni fisiche ed emotive. I ricercatori utilizzano la risposta galvanica della pelle, ad esempio, per ottenere informazioni sui livelli di eccitazione, "stress, eccitazione, coinvolgimento, frustrazione e rabbia" di una persona.
Ora, gli scienziati hanno sviluppato un modo per sfruttare questi segnali della pelle con un dispositivo che non richiede batterie, fili o chip.
Zhenan Bao, professore di ingegneria chimica alla Stanford University, in California, e il suo team hanno progettato un cerotto che si attacca alla pelle come un cerotto e misura il modo in cui la pelle di una persona si allunga e si contrae.
Il dispositivo invia quindi queste letture in modalità wireless a un ricevitore collegato ai vestiti della persona.
Sulla base di queste letture, i ricercatori sono stati in grado di monitorare la respirazione e la frequenza cardiaca di una persona, nonché i movimenti delle braccia e delle gambe.
Il prof. Bao e il team descrivono il loro dispositivo tecnologico indossabile nel diario Nature Electronics.
Come funziona BodyNET
I ricercatori hanno chiamato il loro dispositivo "rete di sensori dell'area corporea" o "BodyNET" e lo definiscono come "una raccolta di sensori collegati in rete che possono essere utilizzati per monitorare i segnali fisiologici umani".
Nel documento, i ricercatori descrivono come hanno testato BodyNET. Hanno attaccato i sensori al polso e all'addome di un partecipante per rilevare il polso e la respirazione.
Posizionando i sensori sui gomiti e sulle ginocchia del partecipante, i ricercatori possono sapere quando la persona si è mossa, poiché il cerotto ha rilevato l'allungamento e la contrazione della pelle nelle aree che corrispondevano ai muscoli flessi.
BodyNET funziona utilizzando l'identificazione a radiofrequenza (RFID), una tecnologia utilizzata anche nei sistemi di accesso senza chiave e nelle tessere magnetiche.
Con le carte chiave, un'antenna nella carta preleva l'energia RFID dal ricevitore e la utilizza per generare un codice di accesso. La carta quindi invia di nuovo questo codice di accesso al destinatario.
Per BodyNET, i ricercatori hanno dovuto trovare un modo per trasmettere energia RFID attraverso un'antenna che potesse espandersi, contrarsi e piegarsi insieme alla pelle.
Gli scienziati hanno utilizzato inchiostro metallico per creare questa antenna, ma si sono presto resi conto che il segnale non era abbastanza forte da tenere il passo con i movimenti e le fluttuazioni costanti dell'antenna e della pelle.
Quindi, hanno progettato un nuovo tipo di sistema RFID più potente che invierebbe segnali più stabili e precisi. Questo sistema innovativo utilizza anche la tecnologia Bluetooth per inviare le letture dal ricevitore a uno smartphone o qualsiasi altro dispositivo wireless.
I ricercatori sperano che gli operatori sanitari utilizzeranno il dispositivo per monitorare le persone con problemi di sonno e malattie cardiache. Per il team, i passaggi successivi sono capire come il cerotto può anche rilevare il sudore e la temperatura.
"Pensiamo che, un giorno, sarà possibile creare un array di sensori cutanei per tutto il corpo per raccogliere dati fisiologici senza interferire con il comportamento normale di una persona".
Prof. Zhenan Bao
