Billig smart ble kan underrette omsorgspersonen, når den er våd

For nogle spædbørn, en våd ble er årsag til et øjeblik, krav om at blive ændret, mens andre babyer kan være uberørte og glade for at trække rundt i den fugtige last i lange perioder uden klage. Men hvis den er brugt for længe, en våd ble kan forårsage smertefulde udslæt, og elendige babyer - og forældre.

Nu har MIT -forskere udviklet en "smart" ble indlejret i en fugtsensor, der kan advare en omsorgsperson, når en ble er våd. Når sensoren registrerer fugt i bleen, det sender et signal til en modtager i nærheden, som igen kan sende en meddelelse til en smartphone eller computer.

Sensoren består af et passivt radiofrekvensidentifikationsmærke (RFID), der er placeret under et lag af superabsorberende polymer, en type hydrogel, der typisk bruges i bleer til at opsuge fugt. Når hydrogel er våd, materialet udvider sig og bliver let ledende - nok til at udløse RFID -mærket til at sende et radiosignal til en RFID -læser op til 1 meter væk.

Forskerne siger, at designet er den første demonstration af hydrogel som et funktionelt antenneelement til fugtfølelse i bleer ved hjælp af RFID. De vurderer, at sensoren koster mindre end 2 øre at fremstille, gør det til en lav pris, engangs alternativ til anden smart ble -teknologi.

Over tid, smarte bleer kan hjælpe med at registrere og identificere visse sundhedsproblemer, såsom tegn på forstoppelse eller inkontinens. Den nye sensor kan være særlig nyttig for sygeplejersker, der arbejder på neonatale enheder og plejer flere babyer ad gangen.

Pankhuri Sen, en forskningsassistent i MIT's AutoID Laboratory, forestiller sig, at sensoren også kunne integreres i voksenbleer, for patienter, der måske er uvidende eller for flove til at melde sig selv, at en ændring er nødvendig.

"Ble bruges ikke kun til babyer, men for aldrende befolkninger, eller patienter, der er sengeliggende og ude af stand til at passe på sig selv, "Sen siger." Det ville være praktisk i disse tilfælde, at en omsorgsperson fik besked om, at en patient, især på et multibed hospital, skal ændres. "

"Dette kan forhindre udslæt og nogle infektioner som urinvejsinfektioner, i både aldring og spædbørnspopulationer, "tilføjer samarbejdspartner Sai Nithin R. Kantareddy, en kandidatstuderende i MIT's afdeling for maskinteknik.

Sen, Kantareddy, og deres kolleger på MIT, herunder Rahul Bhattacharryya og Sanjay Sarma, sammen med Joshua Siegel ved Michigan State University, har offentliggjort deres resultater i dag i tidsskriftet IEEE Sensors. Sarma er MIT's vicepræsident for åben læring og Fred Fort Flowers og Daniel Fort Flowers professor i maskinteknik.

Klistermærkesans

Mange bleer på hylden indeholder vådhedsindikatorer i form af strimler, trykt langs ydersiden af ​​en ble, der skifter farve, når det er vådt - et design, der normalt kræver fjernelse af flere lag tøj for at kunne se selve bleen.

Virksomheder, der kigger på smart ble-teknologi, overvejer vådhedsfølere, der er trådløse eller Bluetooth-aktiverede, med enheder, der fastgøres til en blees ydre, sammen med omfangsrige batterier til at drive langdistanceforbindelser til internettet. Disse sensorer er designet til at kunne genbruges, kræver, at en omsorgsperson fjerner og rengør sensoren, før den sættes på hver ny ble. Nuværende sensorer undersøges for smarte bleer, Sen vurderer, detailhandel for over $ 40.

RFID-tags derimod er billige og engangsbrug, og kan udskrives i ruller med individuelle klistermærker, ligner stregkodemærker. MIT's AutoID Laboratory, grundlagt af Sarma, har været i spidsen for RFID -tagudvikling, med det mål at bruge dem til at forbinde vores fysiske verden med internettet.

Et typisk RFID -mærke har to elementer:en antenne til tilbagespredning af radiofrekvenssignaler, og en RFID -chip, der gemmer mærkets oplysninger, f.eks. det specifikke produkt, som mærket er fastgjort til. RFID -tags kræver ikke batterier; de modtager energi i form af radiobølger udsendt af en RFID -læser. Når et RFID -tag opfanger denne energi, dens antenne aktiverer RFID -chippen, som justerer radiobølgerne og sender et signal tilbage til læseren, med sine oplysninger kodet inden for bølgerne. Sådan her, for eksempel, produkter mærket med RFID -tags kan identificeres og spores.

Sarmas gruppe har gjort det muligt for RFID -tags at fungere ikke kun som trådløse trackere, men også som sensorer. Seneste, som en del af MIT's Industrial Liason Program, teamet startede et samarbejde med Softys, en bleeproducent med base i Sydamerika, for at se, hvordan RFID-tags kan konfigureres som billige, engangsvådhedsdetektorer i bleer. Forskerne besøgte en af ​​virksomhedens fabrikker for at få en fornemmelse af maskineriet og samlingen involveret i blefremstilling, kom derefter tilbage til MIT for at designe en RFID -sensor, der med rimelighed kunne integreres i blefremstillingsprocessen.

Tag, du er det

Det design, de kom med, kan inkorporeres i bundlaget af en typisk ble. Selve sensoren ligner et slips, hvis midte består af en typisk RFID -chip, der forbinder sløjfeens to trekanter, hver fremstillet af hydrogelens superabsorberende polymer, eller SAP.

Normalt, SAP er et isolerende materiale, hvilket betyder, at den ikke leder strøm. Men når hydrogel bliver våd, forskerne fandt ud af, at materialegenskaberne ændres, og hydrogel bliver ledende. Ledningsevnen er meget svag, men det er nok at reagere på alle radiosignaler i miljøet, f.eks. dem, der udsendes af en RFID -læser. Denne interaktion genererer en lille strøm, der tænder sensorens chip, som derefter fungerer som et typisk RFID -mærke, tweaking og sender radiosignalet tilbage til læseren med information - i dette tilfælde, at bleen er våd.

Forskerne fandt ud af, at ved at tilføje en lille mængde kobber til sensoren, de kunne øge sensorens ledningsevne og derfor det område, hvor mærket kan kommunikere til en læser, når mere end 1 meter væk.

For at teste sensorens ydeevne, de anbragte et mærke i de nederste lag af bleer i nyfødt størrelse og viklede hver ble om en babydukke i naturlig størrelse, som de fyldte med saltvand, hvis ledende egenskaber lignede menneskelige kropsvæsker. De placerede dukkerne i forskellige afstande fra en RFID -læser, i forskellige retninger, såsom at ligge fladt mod at sidde oprejst. De fandt ud af, at den særlige sensor, de designede til at passe ind i bleer i nyfødte størrelser, var i stand til at aktivere og kommunikere til en læser op til 1 meter væk, når bleen var helt våd.

Sen forestiller sig, at en RFID -læser, der er forbundet til internettet, kan placeres i et barns værelse for at opdage våde bleer, på hvilket tidspunkt det kunne sende en meddelelse til en plejeres telefon eller computer om, at en ændring er nødvendig. For geriatriske patienter, der også kan have gavn af smarte bleer, hun siger, at små RFID -læsere måske endda er knyttet til hjælpemidler, såsom stokke og kørestole til at opfange et mærkes signaler.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT -forskning, innovation og undervisning.