Революционные «кожные фантомы» навсегда трансформировать носимые технологии!

Современное здравоохранение все чаще включает носимые гаджеты, которые играют решающую роль в мониторинге сердца человека, индикаторах стресса и функциях мозга. Эти удобные инструменты работают, используя датчики электродов, которые вступают в контакт с кожей, чтобы обнаружить электрические импульсы, исходящие от тела.

Создание этих электродов не совсем просто из -за сложной природы человеческой кожи. Его электрическая проводимость может варьироваться в зависимости от факторов, таких как уровни гидратации, возраст и погодные условия, которые могут усложнить процесс тестирования на носимые устройства, поскольку эти переменные могут влиять на их производительность.

Более того, тестирование электродов часто опирается на участников человека, что иногда может быть сложным и трудно предсказать из -за уникальной природы кожи каждого человека. Это приводит к непоследовательным результатам, потому что кожа каждого отличается. Кроме того, этот процесс требует времени и финансовых ресурсов. Примечательно, что этические соображения возникают при просьбе людей присоединиться к этим исследованиям, например, обеспечить их полностью информировано о потенциальных рисках и преимуществах, и что их участие совершенно добровольно.

Исследователи работали над разработкой синтетических моделей кожи для решения некоторых проблем, но у современных не хватает возможности идеально подражать, как реальная кожа ведет себя с носимыми датчиками. Чтобы преодолеть эти недостатки, моя команда и я разработали инструмент, называемый симулятор биомиметической кожи — инструмент, который отражает электрические свойства кожи человека, тем самым упрощая, снижая затраты и повышая надежность тестирования носимых датчиков.

Что такое фантом кожи?

Двухслойная модель, которую мы создали, вдохновленная натуральной кожей, представляет как его внешние, так и внутренние аспекты. Поскольку «биомиметика» означает копирование природы, это подражает человеческой коже. «Призрак» в этом контексте представляет собой реалистичное моделирование или инструмент, предназначенный для воспроизведения реальных тканей в целях исследования, а не использования реальных людей.

Как геймер, погруженный в виртуальную реальность, я бы сказал: базовый слой моей VR -перчатки ощущается как продолжение моей настоящей руки благодаря своему поливинилово -спиртово -криогельскому материалу. Этот гель можно изменить, чтобы соответствовать мягкости и электрической проводимости реальной человеческой ткани, что делает его убедительной копией для более глубоких слоев кожи. Я выбрал это вещество, потому что оно жестко, широко используется в медицинских исследованиях, и разделяет основные качества, необходимые для обозначения истинной глубины моей кожи.

Самый верхний слой функционирует так же, как и верхний слой кожи, называемый роговым слоем. Этот слой построен из вещества, похожих на силикон, называемый PDMS, который смешивается с определенными компонентами, чтобы соответствовать электрическим характеристикам подлинной кожи. Благодаря своей гибкости и способности быть формованным, PDMS обычно используется в биомедицинских исследованиях и эффективно имитирует физические свойства внешнего слоя реальной кожи.

Отличительная характеристика наших симуляторов кожи заключается в их способности воспроизвести различные степени уровня влажности кожи. Уровень гидратации значительно влияет на электрическую проводимость кожи. Сухая кожа обладает более высокой сопротивлением, что делает его менее способным к потоку электричества, что, в свою очередь, делает его более сложным для носимых гаджетов для точного обнаружения сигналов. С другой стороны, влажная кожа позволяет электричеством проходить более легко из -за усиления воды заряженных частиц, что приводит к превосходному качеству сигнала. Уточнив способ моделирования и тестирования сухой кожи, мы можем разработать более эффективные конструкции электродов.

Чтобы достичь аналогичного эффекта, как увлажнение кожи, мы включили регулируемые пор -структуры в верхний силиконовый (PDMS) слой нашего аналога кожи. Чистая настройка размеров и распределения этих пор, модель может точно представлять как сухие, так и влажные состояния кожи.

Проверка фантома кожи

Мы поставили нашу моделируемую модель кожи через несколько тестов, чтобы проверить, может ли она эффективно подчеркнуть реальную кожу человека во время различных экспериментов.

Будучи геймером, ныряющим в мир электрических свойств, я впервые использовал технику, известную как спектроскопия импеданса для тщательного изучения электрических признаков этого виртуального «символа». Этот метод включает в себя отправку различных электрических сигналов на различных частотах и ​​измерение противодействия материалу на поток электрического тока. Собранные данные предлагают углубленный взгляд на его электрическую проводимость.

Эксперименты, которые я управлял пятью добровольцами, показали, что реакция импеданса призрака принес поразительное сходство с кожей человека, как в сухих, так и в влажных условиях. Разница между реальной кожей и фантом была минимальной, с различиями менее 20%.

В дополнение к нашим экспериментам, мы исследовали, если носимые устройства могут обнаружить сигналы из искусственных моделей кожи и того, как сила сигнала варьировалась в различных сценариях кожи. Чтобы сделать это, мы захватили показания электрокардиограммы на макетах кожи, представляющих как сухую, так и влажную кожу. Наши результаты выявили четкие различия в качестве сигнала: модель сухой кожи демонстрировала более низкое соотношение сигнала / шум по сравнению с гидратированным макетом кожи, который показал улучшенное определение сигнала. Эти результаты соответствуют прошлым исследованиям другими учеными.

Как геймер, погруженный в виртуальный мир, моя цифровая кожа имитирует реакцию человеческой кожи на носимые технологии, адаптируясь к различным условиям, таким как сухость или увлажнение. Эта точность делает его идеальной заменой реальной кожи в лабораторных условиях.

Носимые технологии

Призрак для кожи — это не просто устройство для тестирования; Вместо этого он представляет собой прогресс в сфере носимой технологии здравоохранения.

Как энтузиаст игры, я бы сказал: «Устранение переменной неопределенности человека в процессе тестирования, исследователи могут быстро и эффективно развивать и улучшить носимые технологии. Это также открывает возможности для изучения того, как наша кожа взаимодействует с медицинскими гаджетами, такими как лекарства. Патчи или сложные диагностические инструменты.

Симулятор кожи, который мы разработали, является простым и экономически эффективным, по цене менее 3 долларов за единицу. Вы можете создать его с помощью общих лабораторных материалов и оборудования, найденных в большинстве лабораторий. Примечательно, что его можно использовать несколько раз в течение одного дня без заметных изменений в своих электрических характеристиках, хотя постоянное использование в течение нескольких дней может потребовать некоторых корректировок, таких как регидратация для поддержания оптимальной производительности. Эта доступность и повторное использование делают симулятор более доступным для лабораторий с ограниченными ресурсами.

Благодаря растущему использованию носимых технологий в здравоохранении, инновации, такие как Skin Phantom, играют решающую роль в повышении надежности, доступности и адаптации их для удовлетворения индивидуальных потребностей для всех пользователей.

Смотрите также

• «Капитан Америка: О дивный новый мир» наконец-то отвечает на самый большой вопрос Вечных«
• Как пройти самый сумасшедший квест Avowed, «Курьер Пустоши»
• Кто такой муж Колмана Доминго Рауль Доминго? Все о его жизни
• Объяснение концовки 6-го сезона «Кобра Кай»: кто победит, кто умрет и что это значит для будущего «Парня-каратиста»
• Моя вина: Лондон готовится взорвать Prime Video после огромного успеха Culpa Ma
• Портативное устройство Anbernic RG40XX H может играть в игры PSP, Nintendo DS и Dreamcast
• Сколько детей у Джастина Бальдони? Все, что мы знаем об этом, заканчивается на нас, семье звезды
• Кто такая София Фальконе из «Пингвина»? Объяснение ее истории в комиксах DC
• Кэндис Оуэнс обвиняет Блейк Лайвли в иске против Джастина Балдони, утверждая, что она проиграет дело
• Женщина сбежала от 4 лет пыток: история Лоры Коуэн стала фильмом на всю жизнь

2025-02-15 17:29