一种贴合在皮肤上的新型超薄弹性显示器可以显示由透气的皮肤电极传感器记录的心电图的移动波形。与无线通信模块相结合,这种称为“皮肤电子设备”的集成生物医学传感器系统可以将生物识别数据传输到云端。
由东京大学工程研究生院的Takao Someya教授领导的日本学术 - 工业合作的这项最新研究将于2月17日在德克萨斯州奥斯汀举行的AAAS年会上进行新闻发布会和演讲。
由于半导体技术的进步,可穿戴设备现在可以通过测量生命体征或采集心电图来监测健康状况,然后将数据无线传输到智能手机。读数或心电图波形可以实时显示在屏幕上,或者发送到云或存储信息的存储设备。
新开发的皮肤电子系统更进一步,通过增强老年人或体弱者等人们的信息可访问性,他们往往难以操作并从现有设备和界面获取数据。它承诺通过持续的,非侵入性的健康监测和家庭自我护理,缓解老龄化社会家庭医疗保健系统的压力。
新的集成系统将灵活的可变形显示屏与轻便的传感器相结合,该传感器由透气的纳米网电极和无线通信模块组成。由传感器测量的医疗数据(例如心电图)可以无线发送到智能手机以供查看或者发送到云以进行存储。在最新研究中,显示器显示存储在存储器中的移动心电图波形。
“我们的皮肤显示器展示了简单的动画图形,”Someya说。“因为它是由薄而柔软的材料制成,所以它可以自由变形。”
显示器的伸缩率可达其原始长度的45%。
与以前的可穿戴显示器相比,它对拉伸的磨损和抵抗力更强。它基于一种新颖的结构,可以最大限度地减少因硬质材料(如微型LED)和柔软材料(如弹性布线)的拉伸而产生的应力,这是其他型号损坏的主要原因。
它是第一种在空气中实现优异耐久性和稳定性的可伸展显示器,使得在矩阵型显示器中没有单个像素失效,同时紧贴地附着在皮肤上并且连续地经受身体的拉伸和收缩运动。
nanomesh皮肤传感器可连续佩戴在皮肤上一周,不会引起任何炎症。尽管在早期研究中开发的这种传感器能够测量温度,压力和肌电(肌肉的电学特性),但它在最新研究中首次成功记录了心电图。
研究人员应用了大规模生产电子产品的经过验证的方法 - 特别是丝网印刷银线并将微型LED安装在橡胶板上,芯片安装器和焊膏通常用于制造印刷电路板。应用这些方法可能会加速显示器的商业化,并有助于降低未来的生产成本。
DNP希望通过优化其结构,增强高度集成的生产流程以及克服大面积覆盖等技术难题,提高可伸缩设备的可靠性,在未来三年内将集成皮肤 显示器推向市场。
“目前的老龄化社会需要用户友好的可穿戴传感器来监测患者的生命体征,以减轻患者和家庭成员提供护理的负担,”Someya说。“我们的系统可以作为满足这一需求的期待已久的解决方案之一,最终将改善许多人的生活质量。”