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薄如皮肤的无线感应器
超越可穿戴设备的第一步将是可直接用于皮肤的无线感应器,它们可以收集大量重要信号,如体温、脉搏、心率等。但Rogers表示,不利的是,“它们在生物学上需要具备可灵活弯曲、拉伸和膨胀的特点”,因此传统上用硬硅胶制作的电子感应器并非良好选择。
他和团队为此研发了一种“皮肤电子”:灵活的、可生物降解的补丁,其内部填塞了让使用者几乎感觉不到的感应器。像很多临时纹身那样,这些补丁利用的是普通的硅电子,但却非常薄,并利用“橡胶图章”为里衬可以灵活运动。利用S形的电线和可伸展、弯曲的天线,这个补丁可以从附近的磁场获取能量或是通过捕捉无线电波获取能量。“它们利用的是波浪的几何特点,当你伸展的时候,波浪形也会像手风琴的风箱那样变化。”Rogers说。
Rogers作为共同创始人已经在马萨诸塞州莱克星顿建立了一个叫作MC10的公司,明年该公司将开始推广这种生物图标设备:一种可以测量心电活动、体温、紫外线接触等健康数据的临时补丁。Rogers表示,这种补丁将首先向个人消费者发放,但其最终目标是医疗应用。在乌尔班纳卡勒基金会的新生儿重症病房中,医生正在利用这些补丁无扫描、无创伤地监测新生儿的症状,很快相关测试结果将会出现。MC10还在和比利时布鲁塞尔一家名叫UCB的制药公司合作,测试一种可监测帕金森氏症患者震颤症状,用来跟踪疾病并监测患者是否遵医嘱接受治疗的补丁。
Rogers的补丁相对较小,但是日本东京大学工程师、材料学家染矢高雄已经研制出一种面积相对更大的电子皮肤传感器。其最新的传感器厚度仅有1微米,其质量轻到可以像一片羽毛那样漂浮在空气中,而且这种材料足够牢固,可以用于肘关节和膝关节的灵活伸展活动。这种感应器可以读取温度、湿度、脉搏、血液含氧量等。
尽管皮肤电子可以获得很多信息,但是仍然需要深入身体内部获取更多信息。“医生抽血是有原因的。”麻省理工学院化学工程师MichaelStrano说,“血液中含有的标记可以精确地预测疾病。