Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki uzmanlar, esasen elektronik bir cilt işlevi gören yeni bir tür giyilebilir sensör geliştirdiler . Şimdi, gömülü elektronik devreli esnek sentetik deri kavramı tıp bilimi alanında yeni bir şey değil. Ancak MIT’den çıkan en son yeniliği ayıran şey, elektronik cildin herhangi bir özel sensöre veya çip dizisine veya sağlık verilerini göndermek için akıllı telefonlar gibi bir hub ile iletişim kurmak için bir Bluetooth modülüne ihtiyaç duymamasıdır.
Science dergisinde detaylandırılan bulgular, vücut yüzeyine ikinci bir deri gibi yapışan ince bir filmden bahsediyor. Film, piezoelektrik özelliklere sahip galyum nitrür adı verilen bir bileşikten yapılmıştır. Basitçe söylemek gerekirse, bir piezoelektrik malzeme, üzerine basınç uygulandığında elektrik akımı üreten bir madde türüdür. Piezoelektrik malzemeler, akıllı telefonlardan hastanelerde ultrason görüntülemeye kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Cilde uygulandığında, bu iki yönlü piezoelektrik sensörler, hayati biyobelirteçleri tespit etmek için kullanılabilir ve ayrıca özel kablosuz iletişim modüllerine veya bir biyoalgılama çipine ihtiyaç duymadan veri paketleri göndermek için kullanılabilir. Buradaki fikir, galyum nitrürün benzersiz özelliklerinin, derinin altındaki nabız hareketini algılayabilmesi ve onu elektrik sinyallerine dönüştürebilmesidir. Tersine, cilt üzerindeki elektriksel bir darbeye yanıt olarak titreşebilir.
Oyunu nasıl değiştirebilir
Elektronik cilt fikrinin arkasındaki MIT ekibi , kalp atışı analizi, ter ölçümlerini değerlendirmek ve hatta ultraviyole radyasyona maruz kalmayı algılamak için bir piezoelektrik sensör dizisinin kullanılabileceğini iddia ediyor. Bu fikrin uygulanabilirliğini belirlemek için ekip, elektrik sinyali verimini artırmak için galyum nitrür örnekleri aldı ve bunları iletken bir altın tabakasına bağladı. Ekip, piezoelektrik dizinin, derinin altındaki nabzın bir sonucu olarak titrediğini buldu.
Ayrıca, elektrik derisinin bir kişinin terindeki tuz konsantrasyonuna da duyarlı olduğu bulundu. Şimdiye kadar, terin kimyasal analizini yapabilen kitlelere yönelik ticari olarak temin edilebilen giyilebilir bir cihaz yoktur. Şu anda kan şekeri konsantrasyonunu tespit etmek için invaziv olmayan bir yöntem üzerinde de çalışmalar sürüyor , ancak şimdiye kadar Apple ve Samsung gibi teknoloji devleri bile bunu çözemedi. MIT’nin piezoelektrik malzemelerin dağıtımına yönelik yeni yaklaşımı, birçok yönden ileriye giden yolu açabilir.
Algılama kısmı geliyor. Darbe hareketine yanıt olarak piezoelektrik malzemenin titreşimi, yakındaki bir alıcı tarafından algılanabilen bir elektrik sinyali oluşturur. Gelecekte, bu alıcı cihaz bir akıllı telefon veya bileğinizdeki fitness bandı bile olabilir. Gerçekten dikkate değer olan şey, elektronik cildin veri toplayabilmesi ve daha sonra herhangi bir özel çip veya hatta tüm düzeneğe güç sağlayan bir pil olmadan bir alıcıya iletebilmesidir.
geleceğe bakış
Ekip, piezoelektrik malzeme filmi boyunca üretilen titreşimlerin, özellikle nabız sayıları arttığında, kalp atış hızının bir göstergesi olarak kullanılabileceği fikrini öne sürüyor. Ve tıpkı kalp atış hızındaki değişiklik gibi, galyum nitrür filmi de ter kimyasındaki değişikliklere ve cildin ultraviyole ışınlarına maruz kalma düzeyine duyarlıdır.
Gerçekten dikkat çekici olan, MIT’deki uzmanlar tarafından oluşturulan elektronik cildin, ortalama insan saçından yaklaşık 100 kat daha ince olan sadece 250 nanometre kalınlığa sahip olmasıdır. Test aşamasında, bu yamalar bilek ve boyun bölgesine uygulandı ve kalp atışı değişikliklerini kablosuz olarak algılayıp yakındaki basit bir alıcıya ( MIT başına ) gönderebildiler.
Terin kimyasal bileşimindeki bir değişikliği tespit etmek için elektronik cilt, sodyum iyonlarını çekebilen bir iyon algılayıcı zar tabakası eklemek için hafifçe değiştirildi. Bu şekilde, elektronik cildin bir parçası, bir kişinin terindeki sodyum seviyelerindeki değişiklikleri algılayabilir ve verileri bir alıcı cihaza iletebilir.
Potansiyel uygulamalarla ilgili olarak, Elektronik Araştırma Laboratuvarı’ndan Jeehwan Kim, “Bunu bir bandaj gibi vücudunuza koyabilir ve cep telefonunuzdaki kablosuz bir okuyucu ile eşleştirebilir, nabzınızı, terinizi ve diğer biyolojik sinyalleri kablosuz olarak izleyebilirsiniz. “
Daha yüksek çok yönlülük, daha az sorun
Ama işte heyecan verici kısım: Elektronik cilt, terdeki glikoz ve kortizol gibi diğer kimyasallara karşı hassas olan farklı türde bir iyon algılayıcı zar ile kolayca özelleştirilebilir. Makalenin ortak yazarı Jun Min Suh, “Sodyum algılama gösterdik, ancak algılama zarını değiştirirseniz, herhangi bir hedef biyobelirteç tespit edebilirsiniz” diye ekliyor.
2018’de Stanford Üniversitesi’nden bir ekip, terdeki kortizol seviyelerini ölçebilen ve stres seviyelerini analiz edebilen giyilebilir bir cihaz da ortaya çıkardı. Ek olarak, Fransa’daki Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne’den 2021 giyilebilir merkezli araştırma, kortizolün tükenmişlik ve obezite gibi durumların tedavisinde bir biyobelirteç olarak kullanılabileceğini ortaya koydu.
Bir diğer kritik fayda, elektronik cildin esnek olmasıdır, bu da konfor yönünün zaten halledildiği anlamına gelir. Kalp atış hızı düzenleri hakkında ayrıntılı bilgi toplamak için bir akıllı saat takarken uyumak en rahat deneyim olmadığı için bu büyük bir rahatlama. Ayrıca, sürekli kalp atış hızı izleme ile birleştirilmiş uyku takibi de bir akıllı saatin pil ömrü üzerinde oldukça fazla yük oluşturuyor.
Kalp atış hızı ve ter kimyasındaki değişikliklerle ilgili verileri çip veya şanzıman olmadan iletebilen elektronik bir cilt, gerçekten dikkate değer bir adımdır. Alandaki çalışmalar muazzam bir süreç geçiriyor. Sağlığı izleyen dövme potansiyelinden kendi morluklarını iyileştirebilen yapay cilde kadar , olasılıklar neredeyse sonsuzdur.