17.11.2016
Редакция Naked Science

«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.
Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

4 декабря
Мария Осетрова

Две международные исследовательские группы опубликовали в журнале Science новые методы детекции инфракрасного света: для этого обе группы предлагают сначала сместить спектр излучения в видимую область. Это позволит разработать недорогие способы обнаружения загрязнений, отслеживания раковых заболеваний, проверки газовых смесей и дистанционного зондирования внешней Вселенной.

Сегодня, 12:13
Сергей Васильев

Экзопланета Gliese 367b вращается крайне близко к своей звезде, делая полный оборот за несколько земных дней: из-за тесного соседства она потеряла легкие оболочки, и большую часть ее занимает плотное ядро.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: