我们往往认为皮肤的保护功能是理所当然的，而忽略了它在发出微妙信号方面的其他作用，比如心脏跳动或尴尬脸红。
研究人员使用金属墨水将天线和传感器屏幕打印到可伸缩的贴纸上，贴纸的设计目的是附着在皮肤上，跟踪脉搏和其他健康指标，并将这些读数发送到一个人衣服上的接收器上。(图片来源:包实验室)
现在，斯坦福大学的工程师们已经开发出一种检测皮肤发出的生理信号的方法，这种传感器像创可贴一样粘在皮肤上，并将无线读数传输到夹在衣服上的接收器上。
为了演示这种可穿戴技术，研究人员将传感器固定在一名受试者的手腕和腹部，通过检测他们的皮肤在每次心跳或呼吸时的拉伸和收缩情况，来监测受试者的脉搏和呼吸。同样地，在受试者的肘部和膝盖上贴上贴纸，通过测量每次相应肌肉弯曲时皮肤收紧或放松的时间，来跟踪手臂和腿部的运动。
化学工程教授鲍振安(Zhenan Bao)的实验室在8月15日的《自然电子》(Nature Electronics)杂志上发表的一篇文章中描述了该系统。她的实验室已经在尝试开发新的贴纸来检测汗液和其他分泌物，以追踪诸如体温和压力等变量。她的最终目标是创造出一组无线传感器，这些传感器可以附着在皮肤上，并与智能服装协同工作，比如今消费者使用的智能手机或手表更准确地跟踪更广泛的健康指标。
“我们认为，有一天，我们将有可能创建一个全身皮肤传感器阵列，在不干扰人正常行为的情况下收集生理数据，”鲍说。
可伸缩的、舒适、功能
博士后学者牛思淼和松久直二(Naoji Matsuhisa)领导了一个14人的团队，花了三年时间设计传感器。他们的目标是开发一种佩戴舒适、没有电池或刚性电路的技术，以防止贴纸与皮肤拉伸和收缩。
他们的最终设计满足了这些参数的变化的RFID(射频识别)技术，用于控制无钥匙进入锁定的房间。当一个人把身份证拿到射频识别接收器前时，身份证上的天线就会从接收器接收到少量的射频识别能量，并利用这些能量生成一个代码，然后再将其发送回接收器。
手腕上的橡胶贴纸可以随着人的皮肤运动而弯曲和拉伸，把脉搏读数发送到夹在人衣服上的接收器上。(图片来源:包实验室)
车身贴纸类似于身份证:它有一个天线，可以从衣服上的接收器接收到一点RFID能量，为传感器供电。然后，它从皮肤上获取读数，并将其传回附近的接收器。
但是为了使无线贴纸起作用，研究人员必须创造出一种可以像皮肤一样伸缩弯曲的天线。他们通过在橡胶贴纸上丝网印刷金属油墨来做到这一点。然而，每当天线弯曲或拉伸时，这些运动使其信号过于微弱和不稳定，无法使用。
为了解决这个问题，斯坦福大学的研究人员开发了一种新型的RFID系统，可以在不断波动的情况下向接收器发送强大而准确的信号。然后，这种由电池供电的接收器使用蓝牙技术，定期将贴纸上的数据上传到智能手机、电脑或其他永久性存储系统。
最初版本的贴纸依靠微小的运动传感器来测量呼吸和脉搏读数。研究人员目前正在研究如何将汗水、温度和其他传感器集成到他们的天线系统中。
为了使他们的技术超越临床应用，进入消费者友好的设备，研究人员需要克服另一个挑战——保持传感器和接收器彼此接近。在他们的实验中，研究人员将一个接收器夹在每个传感器上方的衣服上。传感器和接收器一对一的配对在医学监控中是可行的，但要制造出一个人可以在锻炼时穿的防护网，就必须把天线编织进衣服里，以便接收和传输信号，而不管一个人把传感器放在哪里。
此外，他还是美国高等法院能源研究所的高级研究员、斯坦福生物x研究所的成员、斯坦福化学- h研究所的教员、斯坦福森林环境研究所的附属机构以及吴仔神经科学研究所的成员。斯坦福大学的其他合著者是杰弗里b – h。托托,研究科学家;电气工程副教授潘爱达;威廉·伯内特，机械工程副教授;博士后姜元文、李锦兴;研究生王杰晨;前访问学者云永军、王思宏、颜旭州、贝克等。新加坡南洋理工大学的研究人员也参与了这项研究。
本研究由三星电子支持;新加坡科学、技术和研究署;日本科学促进协会;以及斯坦福精密健康与综合诊断中心。
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