免费的会员

接收我们的每周通讯
并设置定制的每日新闻提醒。

智能纺织品

定制的3d打印可穿戴设备,无需充电

这是一个全新的概念,直接为用户定制设备,并使用无线电源铸造,使设备可以全天候运行。

2021年10月12日

纺织品的创新
|美国亚利桑那州

运动/户外,医疗/卫生

亚利桑那大学的工程师开发了一种可穿戴设备,他们称之为“生物共生设备”,它有几个前所未有的好处。

这些设备不仅是定制的3d打印的,而且基于佩戴者的身体扫描,而且它们还可以使用无线电源传输和紧凑的能量存储相结合的持续运行。

该研究小组由工程学院生物医学工程助理教授菲利普·古特鲁夫(Philipp Gutruf)和克雷格·m·伯格(Craig M. Berge)的教员领导,于本周发表了他们的研究结果科学的进步。

几乎不引人注意,轻量级,透气的网眼袖口可以专门为二头肌,小腿或躯干设计。专门放置传感器的能力使研究人员能够测量他们无法测量的生理参数

该校生物5研究所(BIO5 Institute)成员古特鲁夫(Gutruf)说,“外面没有这样的东西。”“我们引入了一个全新的概念,即直接为用户定制设备,并使用无线电源铸造,使设备无需充电即可全天候运行。”

精确的监测

目前可穿戴传感器面临各种限制。例如,智能手表需要充电,而且由于它们放在手腕上,只能收集有限的数据。通过使用穿戴者身体的3D扫描,可以通过核磁共振成像、CT扫描,甚至仔细结合智能手机图像,Gutruf和他的团队可以3D打印定制的设备,包裹身体的各个部位。几乎不引人注意,轻量级,透气,网状袖口可以专门为二头肌,小腿或躯干设计。专门放置传感器的能力使研究人员能够测量他们无法测量的生理参数。

“例如,如果你想要一个持续接近核心体温的东西,你会想把传感器放在腋窝,”生物医学工程博士生、论文第一作者塔克·斯图尔特(Tucker Stuart)说。”或,如果你想测量二头肌在运动中变形的方式,我们可以将一个传感器设备,可以完成,因为我们制造设备并将它附加到身体,我们可以用它来收集数据的传统,利用可穿戴设备无法收集。”

因为这些生物共生设备是为佩戴者定制的,所以它们也高度敏感。

古特鲁夫的团队测试了该设备在人们跳跃、在跑步机上行走和使用划船机时监测温度和张力等参数的能力。在划船机测试中,受试者佩戴多种设备,详细追踪运动强度和肌肉变形的方式。该设备足够精确,可以检测到由于走上一段楼梯而引起的体温变化。

连续的,无线的,毫不费力的

Gutruf和他的团队并不是第一个使用可穿戴设备来跟踪健康和身体机能的人。然而,目前的可穿戴设备没有能力持续跟踪指标,也没有足够的精确度来做出有医学意义的结论。

研究人员使用的一些可穿戴设备是贴在皮肤上的贴片,但当皮肤正常脱落或受试者出汗时,它们就会脱落。即使是用于临床的高度复杂的可穿戴设备,如心电图监测器,也面临这些问题。它们也不是无线的,这严重限制了患者的行动能力,如果他们被拴在笨重的外部设备上,就无法进行正常的日常活动。

这种生物共生装置不使用粘合剂,它从一个几米范围内的无线系统接收电力。该设备还包括一个小型能量存储单元,因此即使穿戴者走出系统的范围,包括走出家门,它也能正常工作。

古特鲁夫说:“这些设备的设计不需要与佩戴者互动。”“这很简单,只要把设备戴上。然后你就忘了它,它就会继续工作。”

这项研究是由弗林基金会转化生物科学种子资助试点项目资助的。该团队还与亚利桑那大学的商业化分支Tech Launch亚利桑那大学合作,以保护知识产权,并启动一家初创公司,将该技术推向市场。

www.arizona.edu

最新的报道

纤维、纺织和服装行业的商业智能:技术、创新、市场、投资、贸易政策、采购、战略……

了解更多