«Временную татуировку» превратили в стетоскоп — Naked Science
5 минут
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.
Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Позавчера, 14:18
5 минут
Илья Ведмеденко

Британцы впервые за долгое время решили переоснастить свой танковый парк, приняв на вооружение условно «новый» основной боевой танк на базе Challenger 2.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: