Инженеры из Университета Аризоны (США) разработали носимые устройства, которые не только напечатаны на 3D-принтере и основаны на сканировании тела пользователей, но и могут работать непрерывно, благодаря беспроводной передачи энергии и компактному накопителю энергии. Устройство обеспечит своевременную диагностику смертельных заболеваний, поможет тестировать эффективность новых лекарств или отслеживать результаты профессиональных спортсменов, сообщает пресс-служба вуза. Подробнее разработка описана в журнале Science Advances.
Современные носимые датчики сталкиваются с различными ограничениями. Умные часы, например, необходимо заряжать, и они могут собирать только ограниченные объемы данных, так как размещены на запястье. Используя 3D-сканирование тела пользователя, которое можно получить с помощью МРТ, компьютерной томографии и даже тщательно скомбинированных изображений смартфона, ученые могут печатать на 3D-принтере индивидуально подогнанные устройства, которые охватывают различные части тела. Представьте себе практически незаметную, легкую, дышащую сетчатую манжету, разработанную специально для вашего бицепса, икры или торса.
«Если вы хотите, например, чтобы температура была близка к температуре тела постоянно, вам нужно разместить датчик в подмышечной впадине. Или, если вы хотите измерить, как деформируется ваш бицепс во время тренировки, мы можем разместить датчик в устройствах, который сможет это сделать, – сказал Такер Стюарт, ведущий автор статьи. – Благодаря тому, как мы производим устройство и прикрепляем его к телу, мы можем использовать его для сбора данных, которые традиционное носимое устройство на запястье не сможет собрать».
Поскольку эти биосимбиотические устройства настраиваются индивидуально для пользователя, они также очень чувствительны. Команда проверила способность устройства контролировать параметры, включая температуру и напряжение, когда человек прыгал, ходил на беговой дорожке и использовал гребной тренажер. В тесте на гребном тренажере испытуемые носили несколько устройств, отслеживая интенсивность упражнений и способ деформации мышц с мельчайшими подробностями. Устройства были достаточно точными, чтобы обнаруживать изменения температуры тела, вызванные подъемом по лестнице.
Некоторые носимые устройства – это «умные» пластыри, которые прилипают к коже, но они отрываются, когда кожа шелушится или когда человек потеет. С этими проблемами сталкиваются даже очень сложные носимые устройства, которые используются в медицине. Кроме того, они не беспроводные, что сильно ограничивает мобильность. Пациенты не могут заниматься своими повседневными делами, если они привязаны к громоздким внешним устройствам.
Биосимбиотическое устройство, которое представила команда, не использует клей и получает питание от беспроводной системы с радиусом действия в несколько метров. Устройство также включает в себя небольшой накопитель энергии, поэтому он будет работать, даже если владелец выходит из зоны действия системы, в том числе из дома.
[Фото: GUTRUF LAB / UNIVERSITY OF ARIZONA]
