Ihomainen monitoimianturi vaikka kehon sisään31.07.2025
Anturi, jota voidaan pitää iholla tai istuttaa kehon sisään, voi mitata sekä fyysistä liikettä että sähköisiä signaaleja. Se on valmistettu pehmeistä, joustavista materiaaleista, jotka jäljittelevät ihmisen ihoa, ja se on suunniteltu toimimaan pitkiä aikoja suorituskyvyn heikkenemättä. ”Yleensä, kun yrität yhdistää eri materiaaleja saadaksesi parhaan molemmista maailmoista, sinun on tehtävä kompromissi”, sanoo Huanyu ”Larry” Cheng, Penn Staten tekniikan ja mekaniikan apulaisprofessori. ”Tällä suunnittelulla pystyimme välttämään tämän. Saavutimme alhaisen kontaktivastuksen ihon kanssa, suuren herkkyyden, venyvyyden ja pitkäaikaisen vakauden, kaikki yhdessä laitteessa.” Useimmat anturit perustuvat vain sähkönjohtavuuteen, joka liikuttaa elektroneja metalli- tai hiilimateriaalien läpi. Tämä kaksimodaalinen anturi yhdistää kaksi erilaista johtavuutta: sähkönjohtavuuden ja ionijohtavuuden, joka liikuttaa varautuneita atomeja nesteen läpi. Tämä yhdistelmä auttaa sitä olemaan luonnollisemmassa vuorovaikutuksessa kehon kanssa, erityisesti sisäisessä käytössä, jossa ympäristö on märkä ja ionirikas, Chengin mukaan. ”Ionijohtavuus on yhteensopivampaa kehon kanssa”, Cheng sanoi. ”Se mahdollistaa anturin paremman kiinnittymisen, erityisesti kehon sisällä, ja antaa meille laadukkaampia signaaleja.” Tiimi rakensi anturin käyttämällä kukkamaisia metalli-orgaanisia runkoja, hiilinanoputkia ja pehmeää, kumimaista materiaalia, joka on täytetty ionisella nesteellä. Tämä yhdistelmä antaa anturille korkean suorituskyvyn ja joustavuuden ja auttaa samalla vähentämään sisäistä kulumista ajan myötä, Cheng selitti. Yksi suunnittelun keskeisistä eduista on, että se pystyy havaitsemaan sekä suuria liikkeitä, kuten ranteen koukistumisen, että hyvin pieniä liikkeitä, kuten hienovaraisia lihasvärähtelyjä. Se voi myös tallentaa sähköistä toimintaa, kuten sydänsignaaleja tai aivoaaltoja. Tulevaisuudessa tutkijat aikovat viedä anturin pelkän monitoroinnin ulkopuolelle. Chengin mukaan he haluavat luoda järjestelmän, joka paitsi tunnistaa ongelman myös tarjoaa hoitoa automaattisesti. ”Jos voimme lisätä siihen sähköisen stimulaation mahdollisuuden, voisimme sulkea silmukan”, Cheng sanoi ja selitti, kuinka tulevaisuuden työ voisi mahdollistaa laajemmat sovellukset. ”Anturi havaitsisi signaalin, päättäisi, mitä tehdä, ja laukaisi vasteen, kuten hermostimulaation tai sydämen tahdistuksen. … Tällä yhdellä laitteella voisimme siirtyä pelkästä terveystietojen keräämisestä auttamaan kehoa parantamaan itseään.” Aiheesta aiemmin: 3D-tulostettu elektroninen iho ja näyttö Siruton ja langaton elektroninen "iho" |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Penn Staten yliopiston tutkijoiden vetämän tiimin kehittämä uusi ihon kaltainen anturi voisi auttaa lääkäreitä seuraamaan elintoimintoja tarkemmin, seuraamaan paranemista leikkauksen jälkeen ja jopa auttamaan potilaita, joilla on virtsarakon hallintaongelmia.