مهندسان دانشگاه آریزونا راهی برای چاپ سه بعدی دستگاه‌های پوشیدنی با درجه پزشکی توسعه داده‌اند که بر اساس اسکن بدن کاربر به طور سفارشی تولید می‌شوند. این دستگاه به طور مداوم با ترکیبی از انتقال بیسیم قدرت و ذخیره انرژی کار می‌کند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
حسگرهای پوشیدنی
حسگرهای پوشیدنی برای نظارت بر همه چیز، از شمارش گام تا ضربان قلب، در همه جا وجود دارند. اما برای سناریوهایی مانند اندازه‌گیری آغاز ضعف در بزرگسالان، تشخیص سریع بیماری‌های کشنده، بررسی اثر داروهای جدید یا پیگیری عملکرد ورزشکاران حرفه‌ای به دستگاه‌هایی با درجه پزشکی نیاز است.
مهندسان دانشگاه آریزونا نوعی پوشیدنی تولید کرده‌اند که به آن دستگاه بیوسیمبیوتیک (biosymbiotic) می‌گویند. این دستگاه چندین مزیت بی‌سابقه دارد. این دستگاه‌ها نه تنها به صورت سفارشی با فناوری چاپ سه بعدی و بر اساس اسکن بدن کاربر تولید می‌شوند، بلکه با ترکیبی از انتقال بیسیم قدرت و ذخیره انرژی به طور مداوم کار می‌کنند. این گروه به رهبری فیلیپ گتروف، استادیار مهندسی پزشکی و عضو هیئت علمی، یافته‌های خود را در مجله Science Advances منتشر کردند.
گتروف، یکی از اعضای مؤسسه BIO5 دانشگاه آریزونا، می‌گوید: «چنین چیزی تاکنون وجود نداشته است. ما یک مفهوم کاملاً جدید برای پوشیدنی‌ها معرفی کرده‌ایم که ۲۴ ساعت شبانه‌روز بدون نیاز به شارژ مجدد کار می‌کنند».
ساخت سفارشی امکان نظارت دقیق را فراهم می‌کند
حسگرهای پوشیدنی کنونی با محدودیت‌های مختلفی روبرو هستند. برای نمونه، ساعت‌های هوشمند باید شارژ شوند و تنها به دلیل قرار گرفتن روی مچ دست حجم محدودی از اطلاعات را جمع‌آوری می‌کنند. گتروف و گروهش با استفاده از اسکن‌های سه بعدی بدن کاربر، که از روش‌هایی مانند MRI، سی‌تی اسکن و حتی ترکیب تصاویر هوشمند گوشی جمع‌آوری می‌شوند، می‌توانند دستگاه‌هایی سفارشی که دور قسمت‌های مختلف بدن می‌پیچند به صورت سه بعدی چاپ کنند. پس می‌توانید یک کاف مشبک غیرقابل توجه، سبک، تنفس‌پذیر و ویژه بازو، ساق پا یا تنه خود طراحی کنید. توانایی قرار دادن حسگرهای تخصصی به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا پارامترهای فیزیولوژیکی را اندازه بگیرند.
تاکر استوارت، دانشجوی دکترای مهندسی پزشکی و نخستین نویسنده مقاله، گفت: «برای نمونه، اگر بخواهید می‌توانید حسگری برای نظارت مداوم بر دمای بدن در زیر بغل قرار دهید. یا برای اندازه‌گیری تغییر شکل عضلات دوسر بازویی خود حین تمرین حسگری در این دستگاه قرار دهیم. به دلیل شیوه ساخت دستگاه و اتصال آن به بدن، می‌توانیم داده‌هایی را اندازه بگیریم که یک وسیله پوشیدنی سنتی که روی مچ قرار دارد قادر به جمع‌آوری آن نیست».
از آنجایی که این دستگاه‌های بیوسیمبیوتیک به طور سفارشی برای کاربر ساخته می‌شوند، از حساسیت بالایی نیز برخوردارند. گروه گتروف توانایی دستگاه را در نظارت بر پارامترهایی از جمله دما و فشار در هنگام پرش فرد، راه رفتن روی تردمیل و استفاده از ماشین پارویی آزمایش کردند. در آزمایش ماشین پارویی، افراد از حسگرهای متعددی استفاده و شدت تمرین و نحوه تغییر شکل ماهیچه‌ها با جزئیات دقیق را دنبال می‌کردند. این حسگرها به اندازه کافی دقیق بودند تا تغییرات دمای بدن ناشی از بالا رفتن از یک پله را تشخیص دهند.
پیوسته و بیسیم
گتروف و گروهش نخستین کسانی نیستند که پوشیدنی‌ها را برای ردیابی سلامت و عملکرد بدن تطبیق می‌دهند. با این حال، پوشیدنی‌های فعلی توانایی ردیابی معیارها به طور مداوم یا با دقت کافی برای نتیجه‌گیری پزشکی معنی‌دار را ندارند.
برخی از پوشیدنی‌هایی که توسط پژوهشگران مورد استفاده قرار می‌گیرند، پچ‌هایی هستند که به پوست می‌چسبند، اما هنگامی که پوست روند طبیعی ریزش خود را طی می‌کند، یا گاهی اوقات هنگام عرق کردن از بین می‌روند. حتی پوشیدنی‌های بسیار پیچیده‌ای که در محیط‌های بالینی، مانند مانیتورهای ECG، استفاده می‌شوند، با این مشکلات روبرو هستند. همچنین، آنها بیسیم نیستند، که به شدت تحرک را محدود می‌کنند. اگر بیماران به دستگاه‌های حجیم متصل باشند، نمی‌توانند کارهای معمول روزمره خود را انجام دهند.
دستگاهی که گروه گتروف معرفی کرده است از چسب استفاده نمی‌کند و قدرت خود را از یک سامانه بیسیم با برد چند متر دریافت می‌کند. این دستگاه همچنین شامل یک واحد کوچک ذخیره انرژی است، به طوری که حتی اگر کاربر از محدوده سامانه بیسیم خارج شود، کار می کند.
گتروف گفت: «این دستگاه‌ها طوری طراحی شده‌اند که نیازی به تعامل با کاربر ندارند. به سادگی دستگاه را بپوشید. سپس آن را فراموش کرده و کار خود را انجام دهید».
بیشتر بخوانیم:
>> این پوشیدنی با اصلاح وضعیت نادرست بدن مانع آسیب میشود
>> نوآوری های پوشیدنی طراحی شده توسط افراد خارج از شرکت های بزرگ
منبع: techxplore
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
