Одежду со встроенным датчиком, которую можно стирать в машине, можно настроить так, чтобы она плотно прилегала к телу человека, который ее носит. Исследователи предполагают, что этот тип зондирования можно использовать для наблюдения за больными людьми дома или в больнице, а также за спортсменами или космонавтами.
«У нас могут быть любые коммерчески доступные электронные компоненты или электроника, изготовленная по индивидуальному заказу, встроенная в текстиль, который мы носим каждый день, что позволяет нам создавать подходящую одежду», – говорит Канан Дагдевирен, доцент кафедры медиаискусств и наук в Массачусетском технологическом институте компании LG Electronics. «Их можно настраивать, поэтому мы можем изготавливать одежду для всех, кому нужны физические данные о своем теле, такие как температура, частота дыхания и т. Д."
Дагдевирен – старший автор статьи, описывающей новый материал сегодня, в журнале npj Flexible Electronics.
Аспирантка Массачусетского технологического института Ирманди Викаксоно – ведущий автор исследования. Несколько студентов MIT также внесли свой вклад в исследование в рамках программы бакалавриата по исследовательским возможностям.
Встроенные датчики
Другие исследовательские группы разработали тонкие, похожие на кожу пятна, которые могут измерять температуру и другие жизненно важные показатели, но они очень нежные и должны быть прикреплены к коже. Лаборатория Дагдевирена намеревалась создавать одежду, более похожую на одежду, которую мы обычно носим, используя эластичную ткань, в которую встроены съемные электронные датчики.
«В нашем случае текстиль не является электрически функциональным. Это просто пассивный элемент нашей одежды, поэтому вы можете удобно и удобно носить устройства во время повседневной деятельности », – говорит Дагдевирен. «Наша основная цель состояла в том, чтобы измерить физическую активность тела с точки зрения температуры, дыхания, ускорения, и все это в одной и той же части тела, без использования каких-либо приспособлений или ленты."
Электронные датчики состоят из длинных гибких полос, покрытых эпоксидной смолой, а затем вплетенных в узкие каналы в ткани. Эти каналы имеют небольшие отверстия, через которые датчики могут контактировать с кожей. Для этого исследования исследователи разработали прототип рубашки с 30 датчиками температуры и акселерометром, который может измерять движения пользователя, частоту сердечных сокращений и частоту дыхания. Затем одежда может передавать эти данные на смартфон по беспроводной сети.
Исследователи выбрали ткань – смесь полиэстера – за ее влагоотводящие свойства и способность прилегать к коже, как у компрессионных рубашек, которые носят во время упражнений. Прошлым летом несколько исследователей провели время на фабрике в Шэньчжэне, Китай, чтобы поэкспериментировать с массовым производством материала, используемого для одежды.
«Снаружи это выглядит как обычная футболка, но изнутри вы можете видеть электронные части, которые касаются вашей кожи», – говорит Дагдевирен. "Он сжимается на вашем теле, и активные части датчиков подвергаются воздействию кожи."
Предметы одежды можно стирать с помощью встроенных в них датчиков, а датчики также можно снимать и переносить на другую одежду.
Удаленное наблюдение
Исследователи протестировали свои прототипы рубашек во время тренировок в тренажерном зале, что позволило им отслеживать изменения температуры, частоты сердечных сокращений и дыхания.
Поскольку датчики покрывают большую площадь поверхности тела, исследователи могут наблюдать изменения температуры в разных частях тела и то, как эти изменения соотносятся друг с другом.
По словам Дагдевирена, рубашки могут быть легко изготовлены в различных размерах, чтобы соответствовать разным возрастам и типам телосложения. Она планирует начать разработку других типов одежды, таких как брюки, и работает над внедрением дополнительных датчиков для мониторинга уровня кислорода в крови и других показателей здоровья.
По словам Дагдевирена, этот вид зондирования может быть полезен для персонализированной телемедицины, позволяя врачам удаленно контролировать пациентов, пока пациенты остаются дома, или следить за здоровьем космонавтов, пока они находятся в космосе.
«Вам не нужно идти к врачу или делать видеозвонки», – говорит Дагдевирен. «Я думаю, что благодаря такому сбору данных врачи могут лучше оценивать ситуацию и лучше помогать своим пациентам."
Исследование финансировалось Консорциумом MIT Media Lab и Институтом трансляционных исследований NASA в области космического здравоохранения, грант от MIT Media Lab Space Exploration Initiative.