近(jìn)日(rì)，斯坦福大(dà)學和(hé)伯克利大(dà)學分(fēn)别研究了(le)兩種可(kě)以直接貼在皮膚→上(shàng)的(de)傳感器(qì)，重量非常輕，而且可(kě)以進行(xíng)無線傳感，收集複雜(zá)的(de)生(shēng)理γ(lǐ)數(shù)據。

　　這(zhè)兩種傳感器(qì)都(dōu)不(bù)需要(yào)外(wài)部線路(lù)的(dΩe)連接，通(tōng)過內(nèi)部電(diàn)流和(hé)金(jīn)屬油墨接觸産生(shēng)的(de)變化(huà)，将信号傳輸給處理(lǐ)器(qì)。它們能(néng)在不(bù)£影(yǐng)響人(rén)們正常運動的(de)情況下(xià)準确監測身(shēn)體(tǐ)變化(huà)，并将數(shù)據進行(xí↔ng)分(fēn)析處理(lǐ)。

　　無線貼片式傳感器(qì)在外(wài)形上(shàng)進行(xíng)了(le)優化(huà)，貼在皮膚上(sh∑àng)不(bù)會(huì)對(duì)人(rén)體(tǐ)正常的(de)運動造成影(yǐng)響。同時(shí)，沒有(yǒu)了(le)線路(l"ù)的(de)幹擾也(yě)減少(shǎo)了(le)傳感器(qì)出現(xiàn)故障的(de)可(kě)能(néng)，提高(gāo)了(le)效率。兩所♠大(dà)學的(de)研究為(wèi)人(rén)體(tǐ)生(shēng)理(lǐ)數(shù)據的(de)收​集和(hé)分(fēn)析提供了(le)更高(gāo)效的(de)方式，本文(wén)将詳細介紹這(zhè)兩種無線傳感器(qì)的(de)技(jì)術(shù)原理(lǐ)和(hé∞)應用(yòng)方向。

一(yī)、“創可(kě)貼”傳感器(qì)不(bù)受運動幹擾

　　斯坦福的(de)彈性無線“BodyNet”傳感器(qì)是(shì)由金(jīn)屬油墨覆蓋在柔性材料上(shàng)制(zhì)成的(de)，與創可(kě)貼的(d←e)外(wài)形類似。

　　這(zhè)種傳感器(qì)與使用(yòng)微(wēi)型加速計(jì)或光(guāng)學技(jì)巧跟蹤身(shēn)體(tǐ)的(de)手機(jī)和(hé)智能(néng÷)手表不(bù)同，它的(de)系統依賴于傳感器(qì)本身(shēn)的(de)拉伸和(hé)壓縮，電(diàn)流通(tōng)過這(zhè)些(xiē)運γ動在流經金(jīn)屬油墨時(shí)引起微(wēi)小(xiǎo)的(de)變化(huà)，這(zhè)些(xiē)變化×(huà)會(huì)被傳遞到(dào)附近(jìn)的(de)處理(lǐ)器(qì)中。

　　如(rú)果把BodyNet像貼紙(zhǐ)一(yī)樣貼在關節上(shàng)，它就(jiù)能(néng₹)報(bào)告那(nà)個(gè)關節是(shì)否彎曲，以及彎曲了(le)多(duō)少(shǎo÷)。傳感器(qì)系統非常靈敏，還(hái)能(néng)探測到(dào)每次心跳(tiào)時(shí)皮膚經曆₩的(de)細微(wēi)變化(huà)，或伴随呼吸産生(shēng)的(de)更廣泛的(de)變化(huà)。

　　皮膚傳感器(qì)是(shì)通(tōng)過無線射頻(pín)識别技(jì)術(shù)(RFID)獲取數(shù)據的(de)，這(zhè)是(shì)一(yī)₩種非接觸式的(de)自(zì)動識别技(jì)術(shù)，通(tōng)過射頻(pín)信号自(zì)動識别目标對(duì)象并獲 取相(xiàng)關數(shù)據，無須人(rén)工(gōng)幹預。傳感器(qì)中的(de)金φ(jīn)屬油墨導電(diàn)，電(diàn)流流過周圍會(huì)産生(shēng)電(diàn)磁場(chǎng)，高(gāo)頻(pín)率的(de)電(d✘iàn)磁波信号可(kě)以遠(yuǎn)距離(lí)傳輸。

　　無線射頻(pín)系統通(tōng)過電(diàn)磁波的(de)磁場(chǎng)變化(huà)識别電(diàn)子(zǐ)标簽信息，無源電(dià₽n)子(zǐ)标簽通(tōng)過電(diàn)磁場(chǎng)提供能(néng)量。90年(nián)代時(shí)，傳感器(qì)想要(yào)從(cóng)☆人(rén)類皮膚上(shàng)獲取信息，必須通(tōng)過連接電(diàn)線，但(dàn)是(shì)當電(αdiàn)線随著(zhe)人(rén)體(tǐ)彎曲時(shí)就(jiù)會(huì)發生(shēng↕)無法正常工(gōng)作(zuò)的(de)狀況，效率會(huì)直線下(xià)降。

　　改造皮膚傳感器(qì)的(de)第二部分(fēn)，是(shì)将接收器(qì)小(xiǎo)型化(huà)，它的(de)功能(§néng)是(shì)收集傳感信号，并将其重新傳輸到(dào)電(diàn)話(huà)或其他(tā≥)設備上(shàng)。雖然現(xiàn)在已經有(yǒu)了(le)可(kě)以夾在衣服上(shàng)的(de)類似裝置，但(dàn)仍然不(bù)使用(yòng)于在健身↕(shēn)房(fáng)監測生(shēng)理(lǐ)數(shù)據。

　　斯坦福大(dà)學的(de)教授表示，他(tā)們将制(zhì)造出一(yī)種全身(shēn)皮膚傳感器(qì)陣列，能(néng)在不(bù)幹擾人↑(rén)們正常運動的(de)情況下(xià)收集生(shēng)理(lǐ)數(shù)據。

二、汗液監測傳感器(qì)可(kě)貼在身(shēn)體(tǐ)各處

　　伯克利大(dà)學有(yǒu)一(yī)個(gè)類似的(de)研究項目，研究人(rén)員(yuá®n)一(yī)直在研究一(yī)種汗液監測器(qì)，可(kě)以監測多(duō)種生(shēng)理(lǐ)因素。

　　通(tōng)常情況下(xià)，汗液監測器(qì)每十五分(fēn)鐘(zhōng)收集一(yī)次汗液，然後分(fēn)批進行(xíng)分(fēn)析。但(dàn✔)是(shì)這(zhè)種監測器(qì)無法分(fēn)析汗液在每分(fēn)鐘(zhōng)或更短(duǎ¶n)的(de)時(shí)間(jiān)內(nèi)發生(shēng)的(de)變化(huà)，他(tā)們正在研究如(rú≈)何将汗液收集和(hé)分(fēn)析系統集中在皮膚上(shàng)。

　　最近(jìn)，加州大(dà)學開(kāi)始進行(xíng)這(zhè)種傳感器(qì)的(de)大(dà)規模用(yòng)戶測試，測量汗液能(néng)提供的(de )各種生(shēng)理(lǐ)數(shù)據。

　　皮膚傳感器(qì)項目的(de)負責人(rén)、伯克利大(dà)學教授Ali Javey表示，這(zhè)個(gè)項目的(de)目"标不(bù)僅僅是(shì)制(zhì)造傳感器(qì)，而是(shì)開(kāi)始進行(xíng)更多(duō)主題的(de)∏研究，看(kàn)看(kàn)汗水(shuǐ)究竟能(néng)告訴我們什(shén)麽。他(tā)說(shuō)：“解碼汗水(shuǐ)成分(fēn)£需要(yào)可(kě)靠、可(kě)重複的(de)傳感器(qì)，我們可(kě)以按比例制(zhì)作(zuò)，在身(shēn)體(tǐ€)的(de)不(bù)同部位放(fàng)置多(duō)個(gè)傳感器(qì)，并将它們用(yòng)于不(bù)同的(de)研究±對(duì)象。”

　　從(cóng)手工(gōng)制(zhì)作(zuò)的(de)原型機(jī)到(dào)大(dà)規模生(shēng)£産的(de)模型是(shì)一(yī)個(gè)巨大(dà)的(de)挑戰。伯克利研究小(xiǎo)組找到(dào)了↑(le)芬蘭國(guó)家(jiā)技(jì)術(shù)研究中心(VTT)幫助他(tā)們解決批量生(shēng)産的(de)難題。

　　對(duì)于平面的(de)、相(xiàng)對(duì)簡單的(de)電(diàn)子(zǐ)産品來(lái)說(shuō)，卷軸式技(jì)術(shù)最為(wèi)合±适。它本質上(shàng)就(jiù)是(shì)将傳感器(qì)直接打印到(dào)柔性塑料基闆上(shàng)，然後 簡單地(dì)按尺寸裁切。通(tōng)過這(zhè)種方式，可(kě)以有(yǒu)效果的(de)降低(dī)成本，在短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)制<(zhì)造成百上(shàng)千個(gè)傳感器(qì)，使規模部署變得(de)更加簡單。

結語：皮膚傳感器(qì)将進入更多(duō)生(shēng)活場(chǎng)景

　　可(kě)以粘貼在皮膚上(shàng)的(de)傳感器(qì)為(wèi)針對(duì)人(rén)體(tǐ)生(shēng)理(lǐ)數(shù)據的(de)研究提供了(le)更便捷的(>de)方式。貼片式的(de)傳感器(qì)可(kě)以放(fàng)置在不(bù)同的(de)身(shēn∞)體(tǐ)部位，針對(duì)不(bù)同研究項目提供更準确的(de)數(shù)據。

　　無需連接電(diàn)線的(de)皮膚傳感器(qì)能(néng)更方便的(de)進入我們的(de)生(shēng€)活場(chǎng)景，也(yě)減少(shǎo)了(le)因為(wèi)線路(lù)問(wèn)題對(duì)傳輸信号造成的(de)幹擾。未來(lái)這☆(zhè)種更靈活的(de)傳感器(qì)也(yě)許會(huì)離(lí)開(kāi)實驗室，進入醫(y§ī)院、健身(shēn)房(fáng)甚至是(shì)家(jiā)庭場(chǎng)景中。