Блог

Jan 19, 2024

Что такое электронная татуировка?

Представьте себе мир, где медицинское оборудование клинического уровня — мозговая активность

Представьте себе мир, в котором медицинское оборудование клинического уровня — сканеры активности мозга, мониторы сердечного ритма и датчики артериального давления — можно разместить на крошечной наклейке, незаметной для пользователя. Это обещание технологии электронной татуировки.

Электронная татуировка — это мягкое носимое устройство со встроенными датчиками, которое прикрепляется к коже пользователя и передает данные по беспроводной сети. Электронные татуировки можно прикрепить в любом месте на теле пользователя и использовать для отслеживания чего угодно: от электрических импульсов тела до химического состава пота пользователя.

Электронные татуировки — это мягкие носимые устройства, оснащенные датчиками, которые прикрепляются к коже человека и обычно используются для сбора данных. Эти устройства часто изготавливаются из проводящих материалов, таких как графен, углерод или проводящие полимеры, что позволяет им измерять биопотенциалы или электрические сигналы, исходящие от тела пользователя. (Например: мышечные импульсы, частота сердечных сокращений и активность мозга.) Они также могут быть оснащены другими датчиками, включая акселерометры, отслеживающие движение, датчики температуры или даже датчики, измеряющие химический состав пота пользователя.

Ключевое различие между электронными татуировками и традиционными носимыми устройствами, такими как умные часы и нагрудные пульсометры, которые носят во время тренировок, заключается в мягком форм-факторе, позволяющем прикреплять их к частям тела, где невозможно легко прикрепить жесткое устройство для длительного использования. менструации (в основном где угодно, кроме запястья). Использование гибких и тонких материалов также обеспечивает гораздо более тесный контакт с кожей пользователя, чем жесткий датчик, что важно для надежного измерения электрических импульсов тела. В результате получилось устройство, которое удобнее носить, чем традиционные носимые устройства, и которое во многих случаях может собирать данные, которые до недавнего времени можно было собрать только в лаборатории или больнице.

Поскольку электронные татуировки предназначены для постоянного ношения, они позволяют исследователям и медицинским работникам собирать данные, которые раньше было невозможно или слишком дорого отслеживать. Например, электронные татуировки, которые фиксируют активность мозга и движение глаз, могут быть применены к объектам исследования в симуляции отвлеченного вождения, которая очень напоминает сценарий реального мира. А в сфере здравоохранения электронная татуировка может использоваться для постоянного наблюдения за пациентом в домашних условиях, которому в противном случае пришлось бы оставаться в больнице для наблюдения.

«В этой области наблюдается большой импульс, и успешная реализация этой технологии для более широких слоев населения действительно изменит наше представление о мониторинге состояния здоровья и оказании медицинской помощи», — сказал Джон Роджерс, директор Института биоэлектроники Куэрри Симпсона. в Северо-Западном университете и соавтор крупной исследовательской работы, опубликованной в журнале Science в 2011 году, в которой описывается развивающаяся область электронных татуировок. «У него есть потенциал для снижения затрат и улучшения результатов для пациентов».

Другие инновации в печатиЧто такое 4D-печать?

Электронные татуировки прикрепляют датчики к коже с помощью клея — по сути, как ультратонкая наклейка. Эти датчики передают данные по беспроводной сети на устройство с приемником, например на смартфон пользователя или специальное устройство. Некоторые электронные татуировки также включают тонкие слои проводящих материалов, которые улавливают тонкие электрические импульсы или биопотенциалы, которые излучает наше тело, когда мы двигаемся, думаем и взаимодействуем с миром через наши органы чувств.

«Тело на самом деле представляет собой электрическую машину», — сказал Деджи Акинванде, исследователь нанотехнологий и профессор Техасского университета в Остине. «Каждая часть тела имеет характерные электрические сигналы, которые коррелируют с определенными функциями».

Поскольку электричество ищет путь наименьшего сопротивления и поскольку человеческое тело не полностью изолировано от электричества, часть этих сигналов переходит от тела к проводящему слою электронной татуировки. Затем сигналы могут быть измерены датчиком, который прикрепляется к проводящему материалу.