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下一代可穿戴技术有可能就是你的皮肤了

字号+ 作者:winsensor 来源:winsen传感王 2016-07-20 08:56 我要评论( )

科技让生活更美好,但有时候也让我们感到尴尬,比如你把手机放在裤袋里,跑步的时候,总感觉裤子要掉。后来有了智能手表,但是我们觉得这还不够,如果我们身体的一部分变成电脑,屏幕安装在手臂,并直接连接到你的大脑如何? 也许有一天,电子皮肤能够让这件

科技让生活更美好,但有时候也让我们感到尴尬,比如你把手机放在裤袋里,跑步的时候,总感觉裤子要掉。后来有了智能手表,但是我们觉得这还不够,如果我们身体的一部分变成电脑,屏幕安装在手臂,并直接连接到你的大脑如何?
 

也许有一天,电子皮肤能够让这件事成为可能。

科学家们正在研发一种柔性的、可弯曲甚至可延展的电子电路,它能够直接应用在人体皮肤上,并且能够把你的皮肤变成一个触摸屏。这种技术的最简单版本是电子纹身,美国和日本的科学家们已经研究出一种压力传感电路,这种电路由预拉伸纤薄硅带制作,能够应用在手臂上。

像硅这样的无机材料通常比较僵硬,而人体皮肤则比较柔软并且具备延展性。所有,将硅材料制作的电子电路应用在人体皮肤上并非最佳解决方案。于是,科学家将目光投向了有机材料,比如用特殊塑料或者碳类制品,比如石墨烯作为电子皮肤的基础

一般说来,典型的电子皮肤是由不同的电子元件组成——柔性晶体管、有机LED、传感器以及有机太阳能电池,这些部件使用可延展的,柔性导电线缆连接起来,组成了电子皮肤

据了解,这些设备通常是用很纤薄的材料建成,它们被喷洒到一个柔性基底上,形成一个较大面积的类似皮肤的电子电路。

过去几年,再机器人的驱动之下,这项技术得到了快速发展,因为人们想要给你机器人提供类人体感知能力。

我们现在已经拥有能够检测物体对象、测量温度和感应压力的电子皮肤设备,能够让机器人更加灵活、安全的进行工作如果这些电子皮肤和可穿戴技术结合,它能够保证人体更加安全的进行活动,比如在运动中监测到一些不安全的动作。

此外,这项技术还给可弯曲屏幕的出现创造了机会,现在,至少有一家公司正在研发使用传感器和投影仪将人体皮肤变成触摸屏的技术。

但是,有一天,我们真的会将这项技术直接应用在身体上吗,普及度会达到什么程度?

问题是,当前有机电子元件技术还不够成熟可靠,而且性能不足。此外,有机材料中的原子组织比无机材料中的原子组织更加混乱。有机材料中,电子的速度要比无机材料中慢1000倍。

生物兼容性也很重要,如何将电子皮肤集成到人体中,而且保证不对人体健康安全产生任何影响是目前需要解决的问题。

基于碳元素的有机材料一般来说更具生物兼容性,不会被人体排斥。但是,碳粒子本身比较容易穿过细胞,这会导致炎症的发生,让人体产生免疫反应。

如果这些问题得以解决,未来,我们有望看到电子皮肤取代当前的可穿戴设备,比如智能手表或者健身手环。只是不知道,你是否愿意将永久或半永久的电子皮肤电路植入身体里?

 

 

本文由“135编辑器”提供技术支持

盘点可穿戴技术在医疗中的应用:皮肤传感器和柔性植入装置

 

1、智能纹身

“当你用过这种类似于创可贴的东西后,你就会发现它像你身体的一部分,你完全没有感觉,但它仍然在工作。”这或许是对智能纹身产品最通俗易懂的一种描述。这种纹身也被称为生物印章,包含柔性电路,能以无线的方式供电,具有足够的弹性,能跟随皮肤一起拉伸变形。这些无线智能纹身能解决目前临床上面临的许多问题,具有很多潜在应用。

2、皮肤传感器

美国加州大学纳米工程学教授约瑟夫·王研发了一款极具未来气息的传感器,这种传感器能通过检测汗液、唾液和眼泪的方式,提供有价值的健身和医疗信息。

此前,该团队还开发出一种能持续检测血糖水平的纹身贴,以及一种放置在口腔中就能获得尿酸数据的柔性检测装置。这些数据通常都需要指血或静脉抽血测试才能获得,对糖尿病和痛风患者而言至关重要。

3、注射式大脑监测系统

尽管目前已有监测癫痫和脑损伤患者的植入技术,但这些设备较硬和尖锐,对长期监测来说是一个挑战。美国哈佛大学专注于纳米技术的化学教授查尔斯·利 伯,将大脑组织比喻成一碗在不断运动的豆腐。而人们需要的是一种能监测大脑、刺激大脑也能和大脑互动,但没有任何机械应力和载荷的装置。

利伯的研究小组所开发出的注射式大脑检测系统,如此之小,可以通过注射器直接注射到脑组织中。注射后,纳米电子网会自行打开,可以检测大脑活动,刺激组织,甚至与神经元相互作用。

4、柔性植入装置

瑞士洛桑联邦理工学院工程学院的斯蒂芬妮·拉科和格雷·库尔蒂纳在2015年年初宣布,他们已经开发出用于治疗脊髓损伤的植入物。这种名为e-Dura的装置可在包裹一层保护膜后直接植入脊髓下方。在那里,它可以为在康复期间的患者提供电和化学刺激。

 

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