Умные носки: японские ученые создают «вторую кожу» на солнечной энергии

Достижения в области носимых технологий были довольно впечатляющими в последнее время, но устройство, описанное в новом Природа исследование срывает конкуренцию из воды. В то время как Apple Watch теперь оснащены одобренным FDA датчиком ЭКГ, и такие компании, как Samsung, стараются изо всех сил делать умные часы похожими на модные заявления, устройство, описанное в статье, опубликованной в среду, ставит обе стороны в позор. Это чувствительное к сердцу устройство не имеет проводов, не требует зарядки и настолько мало, что может обернуться вокруг сердца крысы.

Соавтор исследования Кенджиро Фукуда, доктор философии, научный сотрудник Японского центра науки о возникающих вещах RIKEN, быстро говорит, что его устройство представляет собой большой шаг вперед для носимых устройств. Это больше похоже на пластырь, чем на часы, и оно тоньше, чем кусок картона.

«Мы ожидаем долгосрочного мониторинга сердечного ритма с минимальным дискомфортом, когда устройства прикреплены к человеческому телу», - говорит он. обратный, «Его гибкость и легкий вес могут уменьшить дискомфорт, когда устройства прикреплены к телу человека».

Устройство, которое вы можете использовать

Хотя устройство Fukuda не является более мощным, чем любая существующая технология обнаружения сердца, оно решает одну из наиболее насущных проблем трекеров SmartWatch: гибкость. Человеческие тела движутся странным и непредсказуемым образом, поэтому устройства, которые определяют частоту сердечных сокращений на запястье, иногда могут быть спутаны неловкими движениями.

«Такие ультратонкие устройства обеспечивают лучшую совместимость, чем обычные носимые устройства, такие как умные часы», - говорит он. «Это может привести к лучшему и более стабильному мониторингу, чем такие обычные устройства».

На ранних испытаниях команда смогла обернуть устройство вокруг сердца крысы, где оно плотно прилегало к слизистой округлой поверхности. Их исследование показало, что, несмотря на неравномерное биение напряженного сердца крысы, устройство могло точно записывать каждое сердцебиение и затем передавать эти данные на внешнее устройство. Даже высококачественный монитор частоты пульса на груди, вероятно, не справится с этой задачей.

Решение солнечной проблемы

Испытание на сердце крысы было ярким, но то, где это устройство действительно прорывается, заключается в том, как оно питается. Эта команда смогла внедрить крошечные органические солнечные элементы в устройство, которое может преобразовывать свет в электричество. Идея состояла в том, чтобы создать самоподдерживающийся предмет одежды, который никогда не нужно снимать.

По словам Фукуда, разработка носимых технологий на солнечных батареях оказалась непростой задачей для других исследователей, потому что трудно быть уверенным в том, что эти критически важные солнечные элементы получают необходимое количество солнечного света, если человек изгибается, изгибается и постоянно меняет угол устройства относительно к источнику света.

Его устройство решило это довольно элегантно: он создал «наноструктурированную» поверхность на участках солнечных элементов, которые поглощают свет. Эта микроскопически шероховатая поверхность помогла смягчить влияние странных, непрямых углов на поглощение света клеткой. Фукуда доходит до того, что говорит, что этот метод учитывает «независимость угла света» в солнечных элементах.

Идея этого устройства и других подобных устройств, разрабатываемых в лаборатории Фукуда, заключается в создании носимых устройств, которые больше походят на вторую кожу, чем на заявления о моде. Но хотя они, кажется, добились прогресса в создании своих устройств без шва, у них все еще есть путь, чтобы их устройства соответствовали медицинским стандартам. Тем не менее, Фукуда надеется.

«Наши устройства не ожидают более точного контроля, чем обычные устройства мониторинга ЭКГ, используемые в качестве медицинского обследования», - говорит он. «Если точность еще больше улучшится, это также может быть использовано в качестве незаметных систем электрокардиограммы для здравоохранения / медицинского применения».