«Временную татуировку» превратили в стетоскоп — Naked Science
17.11.2016
Редакция

«Временную татуировку» превратили в стетоскоп

Американские ученые разработали носимый механо-акустический датчик, который может использоваться в диагностике внутренних органов. Результаты исследования представлены в журнале Science.

Одно из основных направлений современного материаловедения — миниатюрные эластичные интерфейсы, форм-фактор которых соответствует временной татуировке. За счет низких плотности и электрического сопротивления они могут размещаться, например, на коже для измерения ее проводимости и иметь различный «рисунок». Однако механо-акустические свойства таких «татуировок» изучены недостаточно. Прототипы, позволяющие регистрировать звук, были громоздкими и не обладали нужной чувствительностью.

 

В своей работе ученые из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне и других учреждений представили новый тип носимого сенсора. Он состоит из коммерческой маломощной микроэлектромеханической системы (МЭМС) с акселерометрами, резисторами и конденсаторами, заключенной в два слоя силиконового каучука. Функцию подложки выполняет липкая эластомерная оболочка, а электродов — медные пластинки. Толщина датчика составляет 20 миллиметров, вес — 213,6 грамма, по горизонтальной плоскости он может растягиваться на 25 процентов.

 

На первом этапе сенсор тестировался на различных частях тела: шее, груди и животе. Результаты показали, что он может фиксировать такие параметры, как открытие и закрытие клапанов сердца, кровоток в сонной артерии, вибрации голосовых связок и даже активность желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Затем датчик испытывался на пациентах со вспомогательным вентрикулярным устройством (имплантируется при аритмии). С помощью новой системы авторы сумели обнаружить в сосудах участников потенциально опасные тромбы.

 

Эксперимент с интерфейсом «человек-машина». / © Yuhao Liu et al., Scince, 2016

 

Наконец система тестировалась как элемент интерфейса «человек-машина». С помощью сенсора, размещенного в районе кадыка, доброволец мог подавать голосовые команды компьютеру во время игры в Pac-Man. Точность распознавания слов при этом составила 90 процентов. По словам ученых, показатель можно улучшить за счет дополнительного оборудования и более широкой полосы пропускания. Описанный способ распознавания голоса может использоваться в других аналогичных системах, например для управления дронами и биопротезами.

 

Кроме того, чувствительность акселерометров в сенсоре может быть повышена до двух килогерц — это позволит ему распознавать весь спектр вибраций человеческого голоса. В таком случае датчик может использоваться как микрофон. Сейчас он настроен на 0,5–550 герц, что соответствует звукам, которые характерны для жизненно важных органов.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

5 часов назад
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: