Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere opfinder en ny følende øjenmaske

Annoncerer en blød ny, bærbar øjenmaske til brug i søvn og andre undersøgelser, hovedforfatter Trisha Andrew ved UMass Amherst siger, at registrering af sundheds- og adfærdssignaler på eller i nærheden af ​​ansigtet er udfordrende, fordi de fleste mennesker er virkelig følsomme og reaktive over for genstande placeret på deres ansigt eller hoved. Kredit:UMass Amherst/Andrew lab

Fra holdet, der opfandt fysiologisk sansende pyjamas ved University of Massachusetts Amherst, nu kommer en ny, letvægts øjenmaske, der diskret kan fange puls, øjenbevægelser og søvnsignaler, for eksempel, når den bæres i hverdagsmiljøer.

Seniorforfattere skriver denne uge i tidsskriftet Stof er materialekemiker og Wearable Electronics Lab-direktør Trisha L. Andrew, med datalog Deepak Ganesan og andre. De påpeger, at "at være i stand til at spore puls og øjenbevægelser i en enkelt bærbar enhed vil muliggøre et væld af søvn og psyko-sociale undersøgelser, ud over at forbedre nøjagtigheden og anvendeligheden af ​​gaming- og virtual reality-headsets." Første forfatter S. Zohreh Homayounfar, vil præsentere resultaterne i denne uge på online Fall Meeting of the American Chemical Society.

Optagelse af sundheds- og adfærdssignaler på eller i nærheden af ​​ansigtet er udfordrende, bemærker Andrew, "fordi de fleste mennesker er virkelig følsomme og reaktive over for genstande placeret på deres ansigt eller hoved." Ganesan tilføjer, at "indtil nu, at integrere mange forskellige føleelementer i én beklædningsgenstand virkede byrdefuld, især når det kommer til små øjenmasker."

De siger, at deres lette, skræddersyet øjenmaske med navnet "Chesma, "er udstyret med to slags stofelektroder, der ganske enkelt kan sys på en række præfabrikerede beklædningsgenstande og miniaturiseres yderligere, hvis ønsket. Denne evne giver dem mulighed for at integrere elektroder i en letvægts skummaske til optagelse af elektrookulografi og hjertesignaler. Deres design placerer automatisk elektroderne på ansigtet uden behov for tilpasset tilpasning.

Som forklaret i en video lavet af Ph.D. studerende og førsteforfatter, S. Zohreh Homayounfar, masken indeholder fem sølv (Ag) trådbaserede hydrogelelektroder - kaldet tAgTrodes - nødvendige for at oversætte ionbaserede biologiske signaler til en elektrisk strøm, blandt andre mål. Forskerne udnyttede en dampfasedepositionsproces til at skabe elektroderne, inklusive det, de kalder en første af sin slags, genbrugelig og vaskbar hydrogelkomponent, der adskiller tAgTrode fra andre ækvivalenter.

Her, Andrew siger, at hun sætter en ære i at bemærke, at "en del af arbejdet, der gik med at udføre deponeringsprocessen, blev udført af Emerson T. Alexander, en enestående studerende fra Springfield Technical Community College, " som deltog i et betalt praktikophold i hendes laboratorium og finansieret af L'Oréal U.S. For Women in Science-programmet.

Kredit:University of Massachusetts Amherst

Masken indeholder også en stoftryksensor (PressION) placeret over en arterie for at overvåge puls som en proxy for hjertefunktion, med det hele forbundet med to mikrocontrollere med vandafvisende sølvtråde som stik. En anden forfatter, Ph.D. studerende Ali Kiaghadi, forklarer, at "elektrode- og sensordata skal kommunikeres, når de er erhvervet. Vores design overfører rå data til skyen til behandling og datavisualisering, så vi kan reducere mængden af ​​instrumentering, som vi skal inkludere i selve masken."

Realtidsydelse af Chesma-sporing af øjenbevægelser. Kredit:S. Zohreh Homayounfar

Holdet testede den nye øjenmaske på forsøgspersoner, mens de tyggede, taler, og under forskellige hoved- og øjenbevægelser. De brugte også den samme enhed i mere end et år, og efter 15 vaske fandt ingen forringelse af ydeevnen. Homayounfar bemærker, at tAgTrode "overvinder alle ulemperne ved kommercielle våde elektroder, såsom æstetiske problemer, ubehag og vaskestabilitet, samtidig med at høje og konstante signal-til-støj-forhold opretholdes under gentagne, langsigtede applikationer."

Andrew forventer, at Chesmas "unikke bimodalitet" - kombinationen af ​​elektrodenetværk med tryksensoren - vil muliggøre mange nye banebrydende undersøgelser, som ikke er mulige indtil nu, til undersøgelse af søvnkvalitet, søvnforstyrrelser, mentalt helbred, neurodegenerative sygdomme og skizofreni, for eksempel.


Varme artikler