نوار هوشمند تعریق، کم‌‌‏آبی بدن شما را اعلام خواهد کرد

دانشمندان یک مونیتور پوشیدنی طراحی کرده‌‌‌‏اند که روند سلامت شما را با اندازه‌‌‌‏گیری مواد شیمیایی داخل عرقتان بهبود می‌‌‏بخشد. درحالی‌‌‌‏که طی دهه گذشته حضور مونیتورهای مرتبط با سلامت در صحنه لوازم الکترونیکی مصرفی در حد بسیار بوده‌‌‌‏است، محققان می‌‌‌‏گویند که این وسیله « که می‌‌‌‏تواند با تلفن هوشمند شما همگام شود » اولین سیستم الکترونیکی یکپارچه است که می‌‌‌‏تواند نظارت مداوم و غیرتهاجمی از مواد بیوشیمیایی متعدد در تعریق را تدارک ببیند.

پیشرفت و توسعه فن‌‌‏آوری ابزارهایی را تدارک می‌‌‏بیند که به کاربران در رابطه با مشکلات سلامت مانند خستگی، کم‌‌‌‏آبی و درجه حرارت بالاو خطرناک بدن هشدار می‌‌‌‏دهد. علی جاوی، پروفسور مهندسی الکترونیک و علوم کامپیوتر از دانشگاه کالیفرنیا در بِرکلی و محقق اصلی مطالعه که در مجله طبیعت چاپ شده‌‌‌‏است، می ‌‌‌‏گوید که محتویات عرق انسان از نظر فیزیولوژیک سرشار از اطلاعاتی است که باعث می‌‌‌‏شود آن یک مایع جالب و قابل توجه برای سنسورهای پوشیدنی باشد.

با این وجود عرق یک ترکیب پیچیده است و برای استخراج اطلاعات معنی‌‌‌‏داراز وضعیت سلامت شما، لازم است که آیتم‌‌‏های متعددی اندازه‌‌‌‏گیری شود.

علی جاوی می‌‌‏گوید: « در این راستا، سیستم کاملا یکپارچه‌‌‌‏ای را تدارک دیده‌‌‌‏ایم که به طور همزمان و انتخابی آنالیت‌‌‌‏های متعددی از عرق را اندازه گیری کرده و به‌‌‌‏صورت بدون سیم « وایرلِس » داده‌‌‌‏های پردازش شده را به گوشی‌‌‌‏های هوشمند انتقال دهد. کار ما یک تکنولوژی بنیادی، برای بررسی وضعیت سلامت مبتنی بر عرق ارائه می‌‌‌‏کند.»

دکتر جرج بروکس دیگر نویسنده این مقاله و پروفسور زیست‌‌‌‏شناسی دانشگاه بِرِکلی می‌‌‌‏گوید که داشتن یک سنسور « حس‌‌‌‏گر » عرق که قابل پوشیدن باشد واقعا باورنکردنی است، زیرا متابولیت‌‌‌‏ها و الکترولیت‌‌‌‏هایی که با وسیله جاوی اندازه‌‌‌‏گیری شده‌‌‌‏اند برای سلامت و رفاه افراد اهمیت حیاتی دارند. ما به طور معمول هنگام مطالعه اثرات ورزش بر فیزیولوژی بدن انسان، از فرد نمونه خون می‌‌‌‏گیریم. با این تکنولوژی غیر تهاجمی، این امکان وجود دارد که روزی بدون فروبردن سوزن و یا انجام سایرکارهای‌‌‌‏ تهاجمی بدانیم که از نظر فیزیولوژیکی چه در بدن ما می‌‌‌‏گذرد.

هِدبندها و مُچ‌‌‌‏بندها

نمونه اولیه متشکل از پنج سنسور بر روی یک صفحه مدار انعطاف پذیراست. این سنسورها متابولیت‌‌‌‏هایی مانند گلوکز و لاکتات، الکترولیت‌‌‌‏هایی مانند سدیم و پتاسیم و همچمنین درجه حرارت پوست را اندازه می‌‌‌‏گیرند.

دکتر وی گائو « دارای مدرک فوق‌‌‌‏دکترا و شاغل در آزمایشگاه دکتر جاوی » می‌‌‌‏گوید که این سیستم یکپارچه به ما اجازه می‌‌‌‏دهد که از درجه حرارت اندازه‌‌‌‏گیری شده پوست، برای تنظیم و تعدیل اطلاعات خوانده‌‌‌‏شده از دیگر سنسورها در زمان واقعی استفاده کنیم. این مسأله از این نظر حائز اهمیت است که پاسخ سنسورهای گلوکز و لاکتات تا اندازه زیادی می‌‌‌‏توانند تحت تأثیر درجه حرارت باشند.

در مجاورت ردیف سنسورها یک صفحه « بُرد » بی‌‌‌‏سیم مدارچاپی با اجزای سلیکونی قرار دارد. محققان بیش از ده تراشه مدار یکپارچه استفاده کردند که مسئول دریافت اندازه‌‌‌‏‌‌‌‏ها از سنسورهای مربوطه، تقویت سیگنال، تنظیم تغییرات دما و انتقال داده‌‌‌‏های پردازش شده به صورت بی‌‌‌‏سیم بوده‌‌‌‏اند. محققان یک نرم‌‌‌‏افزار کاربردی جهت همگام سازی داده های دریافتی از سنسورها، برای تلفن های سیار و سپس جاگذاری این دستگاه روی مچ‌‌‌‏بند و هد‌‌‌‏بندهای هوشمند تدارک دیده‌‌‌‏اند.

برای آزمایش کردن این دستگاه، محققان ده‌‌‌‏ها تَن از داوطلبان داوطلبان را در گروهی که ورزش‌‌‌‏های داخل فضای بسته و یا محیط آزاد انجام می‌‌‌‏دادند، قرار دادند. افراد مورد مطالعه یا روی دوچرخه‌‌‌‏های ثابت رکاب زدند و یا در فضای آزاد در مسیرهای تعیین شده از چند دقیقه تا بیش از یک ساعت دویدند.

یکی از همکاران طرح می‌‌‏گوید: « ما به راحتی می‌‌‌‏توانیم این دستگاه را از طریق یکپارچه‌‌‌‏سازی تمام ویژگی‌‌‌‏های مدارش، داخل یک تراشه جاسازی و فشرده کنیم. تعداد مواد بیوشیمیایی که مورد نظر ما هستند قابلیت افزایش داشته و می‌‌‌‏توانیم تعداد زیادی از آنها را به‌‌‌‏طورهمزمان اندازه‌‌‌‏گیری نماییم.»

هدف دراز مدت این پروژه، استفاده از این وسیله برای مطالعات کاربردی پزشکی درسطح جامعه خواهد بود. این وسیله قابلیت اندازه‌‌‌‏گیری مواردی بیش از تعریق را دارد. دکتر بروکس می‌‌‌‏گوید درحالی‌‌‌‏که تکنولوژی پوشیدنی و غیرتهاجمی دکتر جاوی به خوبی روی عرق کردن ورزشکاران کار می‌‌‌‏کند، به احتمال زیاد برنامه‌‌‌‏های کاربردی دیگری از فن‌‌‌‏‌‌‌‏آوری، برای اندازه‌‌‌‏گیری سطوح متابولیت‌‌‌‏ و الکترولیت‌‌‌‏ حیاتی در زندگی روزمره افراد سالم وجود دارند. این وسیله می‌‌‌‏تواند طوری تعدیل شود که دیگر مایعات بدن را در افرادی که از یک بیماری و یا آسیب رنج می‌‌‌‏برند، نظارت « مونیتور » کند.