Ingeniører fremmer mulighederne for bærbar teknologi

Oprettelse af den perfekte bærbare enhed til at overvåge muskelbevægelser, puls og andre bittesmå bio-signaler uden at bryde banken har inspireret forskere til at lede efter et enklere og mere overkommeligt værktøj.

Nu, et team af forskere på UBCs Okanagan -campus har udviklet en praktisk måde at overvåge og fortolke menneskelig bevægelse, i hvad der kan være den manglende brik i puslespillet, når det kommer til bærbar teknologi.

Hvad startede som forskning for at skabe en ultra-strækbar sensor, der er omdannet til et sofistikeret tværfagligt projekt, hvilket resulterer i en smart bærbar enhed, der er i stand til at registrere og forstå kompleks menneskelig bevægelse, forklarer School of Engineering Professor Homayoun Najjaran.

Sensoren fremstilles ved at infusionere grafen-nanoflager (GNF) i en gummilignende klæbende pude. Najjaran siger, at de derefter testede holdbarheden af ​​den lille sensor ved at strække den for at se, om den kan opretholde nøjagtighed under belastninger på op til 350 procent af dens oprindelige tilstand. Enheden gennemgik mere end 10, 000 cykler med at strække og slappe af, samtidig med at den bevarer sin elektriske stabilitet.

"Vi testede denne sensor kraftigt, "siger Najjaran." Ikke alene bevarede den sin form, men endnu vigtigere bevarede den sin sensoriske funktionalitet. Vi har yderligere demonstreret effekten af ​​GNF-Pad som en haptisk teknologi i realtidsapplikationer ved præcist at replikere de menneskelige fingerbevægelser ved hjælp af en treledet robotfinger. "

Målet var at lave noget, der kunne strække sig, være fleksibel og en rimelig størrelse, og har den nødvendige følsomhed, ydeevne, produktionsomkostninger, og robusthed. I modsætning til en inertial måleenhed-en elektronisk enhed, der måler kraft og bevægelse og bruges i de fleste trinbaserede bærbare teknologier-siger Najjaran, at sensorerne skal være følsomme nok til at reagere på forskellige og komplekse kropsbevægelser. Det inkluderer uendelige små bevægelser som et hjerteslag eller et ryk i en finger, til store muskelbevægelser fra gang og løb.

School of Engineering Professor og studieforfatter Mina Hoorfar siger, at deres resultater kan hjælpe producenterne med at skabe det næste niveau af sundhedsovervågning og biomedicinsk udstyr.

"Vi har introduceret en let og meget gentagelig fremstillingsmetode til at skabe en meget følsom sensor med fremragende mekaniske og elektriske egenskaber til en meget lav pris, "siger Hoorfar.

For at demonstrere dens praktiske egenskaber, forskere byggede tre bærbare enheder, herunder et knæbånd, et armbånd og en handske. Armbåndet overvåger hjerteslag ved at mærke pulsen i arterien. I et helt andet bevægelsesområde, finger- og knæbåndene overvåget fingerbevægelser og større muskelbevægelser under gang, løb, sidde og stå op. Resultaterne, siger Hoorfar, angive en billig enhed, der har et højt følsomhedsniveau, selektivitet og holdbarhed.

Forskningen, delvist finansieret af Natural Sciences and Engineering Research Council, blev for nylig offentliggjort i Journal of Sensors and Actuators A:Fysisk .