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3D打印“耳机”传感器监测生命体征

来源:IEEE电气电子工程师学会 添加时间:2017-08-31 20:11


 
健身跟踪臂带和手带主要用于计量步数并监测心率和生命体征。现在,工程师们已经制作出了可以佩戴在耳朵上的3D打印传感器,它可以连续追踪人体体温,以达到健康和医疗需求。
 
近日,加州大学伯克利分校的研究人员开发了一款可以佩戴在耳朵上的3D打印的传感器,能追踪人体的生命体征信息,为健康和医疗服务。使用柔性材料和3D打印技术,从鼓膜发射的红外能量测量体温,也可用作助听器,还将加入脑电图、心率和血氧水平的传感器。成为小巧便捷的私人医生。加州大学伯克利分校电气工程与计算机科学教授阿里·贾维(Ali Javey)说,它可以成为感应其他重要体征的平台。
 
人体核心体温是发烧、失眠、疲劳、代谢功能和抑郁等健康问题的基本指标。 Javey说,连续测量对婴儿、老人和重病患者来说至关重要。现在可以使用腕带和软补丁的穿戴式传感器来监测皮肤温度,它可以随环境而变化,并且通常与体温不同。
 
人体体温可以通过口腔或直肠读数测量。耳温测量是利用鼓膜发射的红外能量,并且比那些插入式装置更容易使用。据ACS传感器杂志上报道,这是Javey和他的同事为他们的耳机传感器所设计的路线。
 
为了定制适合个体耳朵的传感器,该团队使用柔性材料和3D打印机打印传感器。 首先,他们使用可拉伸聚合物印刷了一个圆盘状基底的纱布。该基座包含微小的通道,研究人员将液体金属注入,以代替金属线实现电气互连。它还具有用于红外传感器的凹槽、微处理器、以及将温度读数传输到智能手机应用的蓝牙模块。他们将小工具打包进一个3D打印的盒子里。
 
因为该设备需罩在耳朵上,所以可能会影响听力,Javey说。因此工程师还嵌入了一个由麦克风制成的骨传导助听器、数据处理电路、用于调节音量的电位器和致动器。执行器置于太阳穴旁边,将声音转换成振动,将其通过颅骨传递到内耳。
 
耳机可以准确测量在加热或冷却到各种温度的房间中佩戴其的志愿者的核心体温,以及在自行车健身器上锻炼时的温度。
 
他说:“它可以连续使用约12小时,无需充电。” “将来通过使用低功耗电子元件(包括蓝牙模块)可以进一步降低功耗。”
 
研究人员计划通过集成用于测量脑电图、心率和血氧水平的传感器来增加设备的功能。他们还计划在各种环境中进行测试。
 

(责任编辑:许丁)

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