Smart Wearables: Japanische Wissenschaftler entwickeln solarbetriebene "zweite Haut"

Fortschritte in der tragbaren Technologie waren in letzter Zeit ziemlich beeindruckend, aber das Gerät wurde in einem neuen beschrieben Natur Studie bläst die Konkurrenz aus dem Wasser. Während die Apple Watch jetzt mit einem von der FDA zugelassenen EKG-Sensor ausgestattet ist und Unternehmen wie Samsung alles tun, um Smartwatches wie Modeaussagen aussehen zu lassen, schade das in der Zeitung veröffentlichte Gerät, das am Mittwoch veröffentlicht wurde. Dieses Gerät verfügt über keine Kabel, benötigt keine Ladung und ist so klein, dass es sich um das Herz einer Ratte wickeln kann.

Studienjournalist Kenjiro Fukuda, Wissenschaftler am RIKEN-Zentrum für Emerging Matter Science, sagt schnell, dass sein Gerät einen großen Schritt nach vorne für Wearables bedeutet. Es sieht eher aus wie ein Pflaster als eine Uhr und ist dünner als ein Stück Pappe.

"Wir erwarten eine langfristige Überwachung des Herzschlags mit minimalen Beschwerden, wenn die Geräte am menschlichen Körper befestigt werden", erzählt er Inverse. "Seine Flexibilität und geringes Gewicht können die Beschwerden reduzieren, wenn die Geräte an einem menschlichen Körper befestigt werden."

Ein Gerät, mit dem Sie spielen können

Das Gerät von Fukuda ist zwar nicht leistungsfähiger als jede vorhandene Technologie zur Erkennung von Herzen, löst jedoch eines der dringlichsten Probleme von Smartwatch-Trackern: Flexibilität. Der menschliche Körper bewegt sich auf seltsame und unvorhersehbare Weise, so dass Geräte, die die Herzfrequenz am Handgelenk erkennen, manchmal durch unbequeme Bewegungen verwechselt werden können.

„Solche ultradünnen Geräte ermöglichen eine bessere Anpassungsfähigkeit als herkömmliche tragbare Geräte wie eine Smart-Uhr“, sagt er. "Dies kann zu einer besseren und stabileren Überwachung als bei herkömmlichen Geräten führen."

In frühen Tests konnte das Team das Gerät um das Herz einer Ratte wickeln, wo es fest an der schleimigen, runden Oberfläche haftete. Ihre Studie ergab, dass das Gerät jeden Herzschlag trotz des ungleichen Hämmerns des gestressten Herzens der Ratte genau aufzeichnen und diese Daten dann an ein externes Gerät übertragen konnte. Selbst ein High-End-Brustgurt-Pulsmesser würde diese Aufgabe wahrscheinlich nicht erfüllen.

Lösen des Sonnenproblems

Der Test für das Rattenherz war auffällig, aber wo das Gerät wirklich den Boden unter den Füßen hat, ist seine Kraft. Dieses Team konnte winzige organische Solarzellen auf dem Gerät implantieren, die Licht in Elektrizität umwandeln können. Die Idee war, ein tragbares Tragegestell zu schaffen, das niemals abgenommen werden muss.

Die Entwicklung einer solarbetriebenen Wearable-Technologie sei für andere Forscher eine Herausforderung, sagt Fukuda, weil es schwierig ist, sicher zu gehen, dass diese wichtigen Solarzellen die richtige Menge an Sonnenlicht bekommen, wenn sich eine Person biegt, sich neigt und den Winkel des Geräts ständig ändert zu einer Lichtquelle.

Sein Gerät löste dies auf elegante Weise: Er erzeugte auf Teilen der Solarzellen, die Licht absorbieren, eine "Nano-Gitter" -Oberfläche. Diese mikroskopisch raue Oberfläche half dabei, die Auswirkungen seltsamer, indirekter Winkel auf die Lichtabsorption der Zelle abzuschwächen. Fukuda geht sogar so weit zu sagen, dass diese Technik eine "Lichtwinkelunabhängigkeit" in den Solarzellen erlaubt.

Die Idee hinter diesem Gerät und anderen, die es in Fukudas Labor gerade entwickelt, ist die Entwicklung von Wearables, die sich eher wie eine zweite Haut als modische Aussagen verhalten. Obwohl sie scheinbar Fortschritte gemacht haben, um ihre Geräte nahtlos zu gestalten, haben sie noch einen Weg zu gehen, bevor ihre Geräte den medizinischen Standards entsprechen. Trotzdem ist Fukuda hoffnungsvoll.

"Unsere Geräte erwarten keine genauere Überwachung als herkömmliche EKG-Überwachungsgeräte, die für medizinische Untersuchungen verwendet werden", sagt er. "Wenn die Genauigkeit weiter verbessert wird, kann dies auch als nicht wahrnehmbare Elektrokardiogrammsysteme für Gesundheitswesen / medizinische Zwecke verwendet werden."