الأجهزة الذكية القابلة للارتداء: العلماء اليابانيون ينشئون "بشرة ثانية" تعمل بالطاقة الشمسية

كانت التطورات في التكنولوجيا القابلة للارتداء مؤثرة للغاية في الآونة الأخيرة ، ولكن الجهاز الموصوف في جديد طبيعة دراسة تهب المنافسة خارج الماء. على الرغم من أن Apple Watch مزود الآن بمستشعر EKG معتمد من إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) وشركات مثل Samsung تتجه نحو جعل الساعات الذكية تبدو وكأنها عبارات أزياء ، فإن الجهاز الموصوف في الورقة ، الذي نُشر الأربعاء ، يضعه في حرج. لا يحتوي هذا الجهاز الحساس للقلب على أي أسلاك ولا يحتاج إلى شحن ، وهو صغير جدًا بحيث يمكنه الالتفاف حول قلب الفئران.

الباحث المشارك في الدراسة كينجيرو فوكودا ، دكتوراه ، عالم أبحاث في مركز RIKEN الياباني لعلوم المواد الناشئة يسارع إلى القول إن جهازه يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام بالنسبة للأجهزة القابلة للارتداء. يبدو وكأنه إسعافات أولية أكثر من ساعة ، وهو أرق من قطعة من الورق المقوى.

"نتوقع مراقبة طويلة المدى لنبض القلب مع الحد الأدنى من الانزعاج عندما تكون الأجهزة متصلة بجسم الإنسان" ، كما يقول. معكوس. "إن مرونتها ووزنها الخفيف يمكن أن تقلل من الإزعاج عندما تكون الأجهزة متصلة بجسم بشري."

جهاز يمكنك فليكس مع

على الرغم من أن جهاز Fukuda ليس أقوى من أي تقنية موجودة لاستشعار القلب ، إلا أنه يحل إحدى أكثر مشاكل تعقب الساعات الذكية إلحاحًا: المرونة. تتحرك الأجسام البشرية بطرق غريبة ولا يمكن التنبؤ بها ، بحيث يمكن في بعض الأحيان إرباك الأجهزة التي تكتشف معدل ضربات القلب على المعصم بحركات غريبة.

"مثل هذه الأجهزة الرفيعة للغاية تتيح توافقًا أفضل من الأجهزة القابلة للارتداء التقليدية مثل الساعات الذكية" ، كما يقول. "هذا يمكن أن يؤدي إلى مراقبة أفضل وأكثر استقرارًا من هذه الأجهزة التقليدية."

في الاختبارات المبكرة ، تمكن الفريق من لف الجهاز حول قلب الفئران ، حيث تمسك بإحكام بسطح مستنقع. وكشفت محاكمتهم أنه على الرغم من الضربات غير المتكافئة لقلب الفئران المجهد ، يمكن للجهاز تسجيل كل نبضة قلب بدقة ثم نقل تلك البيانات إلى جهاز خارجي. حتى جهاز مراقبة معدل ضربات القلب عالي الصدر لن ينجز هذه المهمة على الأرجح.

حل مشكلة الطاقة الشمسية

كان الاختبار الذي تم إجراؤه على قلب الفئران مبهرجًا ، ولكن حيث يكسر هذا الجهاز حقًا الطريق أمامه. تمكن هذا الفريق من زرع خلايا شمسية عضوية صغيرة على الجهاز يمكنه تحويل الضوء إلى كهرباء. كانت الفكرة هي إنشاء لبس قابل للاكتفاء ذاتي لا يجب خلعه مطلقًا.

يقول فوكودا ، إن تطوير تكنولوجيا يمكن ارتداؤها تعمل بالطاقة الشمسية قد أثبت أنه أمر صعب بالنسبة للباحثين الآخرين ، لأنه من الصعب التأكد من أن هذه الخلايا الشمسية الحيوية تحصل على كمية مناسبة من أشعة الشمس إذا كان شخص ما ينحني ويثني ويغير زاوية الجهاز باستمرار فيما يتعلق إلى مصدر الضوء.

حل أجهزته هذا بأناقة: لقد ابتكر سطحًا "نانو شبكي" على أجزاء من الخلايا الشمسية التي تمتص الضوء. ساعد هذا السطح الخشن المجهري في التخفيف من آثار الزوايا الغريبة غير المباشرة على امتصاص ضوء الخلية. يذهب فوكودا إلى حد القول إن هذه التقنية تسمح بـ "استقلال زاوية الضوء" في الخلايا الشمسية.

الفكرة من وراء هذا الجهاز ، وغيره من الأجهزة المماثلة قيد التطوير في مختبر فوكودا ، هي ابتكار أجهزة يمكن ارتداؤها تشبه الجلد الثاني أكثر من كونها أزياء الموضة. ولكن على الرغم من أنهم حققوا تقدماً في جعل أجهزتهم سلسة ، إلا أنه لا يزال أمامهم طريق للذهاب قبل أن تصل أجهزتهم إلى المعايير الطبية. لا يزال ، فوكودا هو الأمل.

يقول: "لا تتوقع أجهزتنا مراقبة أكثر دقة من جهاز مراقبة تخطيط القلب التقليدي المستخدم كاختبار طبي". "إذا تم تحسين الدقة بشكل أكبر ، فيمكن استخدام ذلك أيضًا كنظم كهربية غير محسوسة للرعاية الصحية / الاستخدام الطبي."