工程师设计双面薄膜 将智能手表变成生化健康监测系统

加州大学洛杉矶分校的工程师们设计了一种薄薄的胶粘薄膜,可以将消费者智能手表升级为功能强大的健康监测系统。

  6月23日消息,加州大学洛杉矶分校的工程师们设计了一种薄薄的胶粘薄膜,可以将消费者智能手表升级为功能强大的健康监测系统。该系统寻找汗液中的化学指标,以实时显示体内发生的情况。一项详细介绍这项技术的研究发表在《科学进展》杂志上。

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  智能手表已经可以帮助记录人们走了多远、睡了多少觉。有些新型号甚至承诺监测血压,使用拴在一起的智能手机或其他设备,有人可以使用智能手表长期跟踪这些健康指标。

  但是这些手表还不能监测你的身体化学成分。为此,他们需要追踪体液中发现的生物标记分子,这些分子是我们健康的高度特异性指标,如葡萄糖和乳酸,它们可以告诉你身体的新陈代谢有多好。

  为了满足这一需求,研究人员设计了一种一次性双面薄膜,贴在智能手表的底部。这种薄膜可以检测出人体汗液中微量的代谢物和某些营养物质等分子。他们还构建了一个定制的智能手表和一个附带的应用程序来记录数据。

  UCLA Samueli工程学院电气和计算机工程助理教授、研究负责人Sam Emaminejad说:“这项工作的灵感来自于认识到我们已经在全球销售了超过1亿块智能手表和其他可穿戴技术,这些技术具有强大的数据收集、计算和传输能力。现在我们已经提出了一个解决方案,将这些可穿戴设备升级为健康监测平台,使它们能够测量分子水平的信息,从而让我们更深入地实时了解我们体内的情况。”

  贴膜的皮肤接触面收集并分析汗珠的化学成分。面向手表的一面将这些化学信号转换成电子信号,这些信号可以被读取、处理,然后显示在智能手表上。

  研究人员表明:“通过在双面胶和垂直导电膜上制作传感器,我们消除了对外部连接器的需求,这样,我们不仅使传感器与消费类电子产品的集成变得更容易,而且还消除了用户的动作可能干扰化学数据采集的影响。通过在薄膜中加入适当的酶敏感层,我们特别针对葡萄糖和乳酸,这表明了身体的新陈代谢水平,以及胆碱等营养素。”

  虽然该团队设计了一款定制的智能手表和应用程序来与该系统协同工作,但研究人员表示,这一概念有一天可能会应用到流行的智能手表模型上。

  研究人员对一个久坐不动的人、一个做办公室工作的人以及从事拳击等剧烈活动的人进行了测试,发现该系统在各种场景下都是有效的。他们还指出,胶卷的粘性足以让它在皮肤上和手表上停留一整天,而无需佩戴腕带。

  在过去几年里,Emaminejad领导了一项研究,利用可穿戴技术通过汗液检测指示分子。这项最新研究表明,这类技术可以被广泛采用。

  Emaminejad说:“我们对我们的技术感到特别兴奋,因为通过将我们的智能手表和可穿戴技术转化为生物监测平台,我们可以以前所未有的规模捕获多维、纵向和生理相关的数据集,基本上覆盖数亿人。这种与手表配合使用的薄膜显示了这样一条前进的道路。”

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