Умные часы уже могут помочь отслеживать, как далеко вы прошли, сколько вы спали и ваш пульс. Новые модели даже обещают контролировать артериальное давление. Работая с привязанным смартфоном или другими устройствами, кто-то может использовать умные часы, чтобы отслеживать эти показатели здоровья в течение длительного периода времени.
Чего эти часы пока не могут, так это контролировать химию вашего тела.
Для этого им необходимо отслеживать молекулы биомаркеров, обнаруженные в жидкостях организма, которые являются высокоспецифическими индикаторами нашего здоровья, такими как глюкоза и лактат, которые говорят о том, насколько хорошо работает метаболизм вашего тела.
Чтобы удовлетворить эту потребность, исследователи разработали одноразовую двустороннюю пленку, которую можно прикрепить к нижней части умных часов. Пленка может обнаруживать молекулы, такие как метаболиты и определенные питательные вещества, которые присутствуют в поту тела в очень крошечных количествах. Они также создали собственные умные часы и сопутствующее приложение для записи данных.
«Вдохновением для этой работы стало признание того, что у нас уже есть более 100 миллионов умных часов и других носимых устройств, проданных по всему миру, которые обладают мощными возможностями сбора данных, вычислений и передачи», – сказал руководитель исследования Сэм Эмаминеджад, доцент кафедры электрики и компьютеров. инженерия в Инженерной школе Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Теперь мы придумали решение, позволяющее превратить эти носимые устройства в платформы для мониторинга здоровья, позволяющие им измерять информацию на молекулярном уровне, чтобы они давали нам гораздо более глубокое понимание того, что происходит внутри нашего тела в режиме реального времени."
Сторона клейкой пленки, касающаяся кожи, собирает и анализирует химический состав капель пота.
Сторона, обращенная к часам, превращает эти химические сигналы в электрические, которые можно считывать, обрабатывать и затем отображать на умных часах.
Соавторами статьи являются аспирант Ичао Чжао и докторант Бо Ван.
Оба являются членами лаборатории взаимосвязанной и интегрированной биоэлектроники Эмаминеджада в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
«Сделав наши датчики на двусторонней клейкой и вертикально проводящей пленке, мы устранили необходимость во внешних разъемах», – сказал Чжао. «Таким образом, мы не только упростили интеграцию датчиков с бытовой электроникой, но и устранили эффект движения пользователя, который может помешать сбору химических данных."
«Включая в пленку соответствующие слои, чувствительные к ферментам, мы нацелены на глюкозу и лактат, которые указывают на уровень метаболизма в организме, а также на питательные вещества, такие как холин», – сказал Ван.
В то время как команда разработала специальные умные часы и приложение для работы с системой, Ван сказал, что эта концепция когда-нибудь может быть применена к популярным моделям умных часов.
Исследователи протестировали фильм на лицах, ведущих малоподвижный образ жизни, лицах, занимающихся офисной работой, и на людях, занимающихся активной деятельностью, например боксом, и обнаружили, что система была эффективна в самых разных сценариях. Они также отметили, что липкость пленки была достаточной для того, чтобы она оставалась на коже и на часах без ремешка на запястье в течение всего дня.
За последние несколько лет Эмаминеджад провел исследования по использованию носимых устройств для обнаружения индикаторных молекул через пот.
Это последнее исследование показывает новый способ широкого распространения таких технологий.
«Мы особенно воодушевлены нашей технологией, потому что, превратив наши умные часы и носимые устройства в платформы для биомониторинга, мы могли собирать многомерные, продольные и физиологически релевантные наборы данных в беспрецедентном масштабе, в основном по сотням миллионов людей», – сказал Эмаминеджад. "Эта тонкая сенсорная пленка, которая работает с часами, показывает такой путь вперед."