研究者はバイタルサイン監視センサーを衣服に織り込みます

マサチューセッツ工科大学の研究者は、伸縮性のある衣類の生地にセンサーを埋め込む技術を開発し、体温、呼吸、心拍数などのバイタルサインを監視する方法を提供しました。さらに、これらのフォームフィッティングとセンサー埋め込みの衣服は洗濯機で洗えます。

研究者は、この衣服は、自宅や病院で病気になっている人からアスリートの身体活動を監視する人まで、患者の健康状態をリモートで追跡するために使用できると述べました。また、遠隔医療にも役立つ可能性があります。これは、遠隔医療で患者とのつながりがますます高まっている医師にとって、COVID-19パンデミックの際に特に役立ちます。

MITのメディアアーツアンドサイエンスのLGElectronics CareerDevelopment助教授であるCananDagdevirenは、次のように述べています。ステートメント。 「これらはカスタマイズ可能であるため、体温や呼吸数などの身体データを取得する必要がある人のために衣服を作ることができます。」

衣服は、センサーが皮膚に接触した状態で、圧縮によって機能します。センサーは伸縮性のある素材から取り外し可能で、センサーを埋め込んだ状態で衣類を洗うことができます。

科学誌Natureに掲載された研究者の論文によると、このテキスタイルプラットフォームは、標準的なハイスループットテキスタイル製造および衣服パターン化技術を使用して、さまざまな形式、サイズ、および機能にカスタマイズできます。圧縮シャツと同様に、伸縮性のある電子テキスタイル適合スーツ（E-TeCS）は、研究者によって呼ばれているように、約25mmHgの圧力で電子機器と皮膚を接触させることができます。研究者は、これにより、皮膚のセンサー読み取りの物理的快適性と精度の向上が可能になると述べました。

スーツ（衣服）は、柔軟で伸縮性のある電子ストリップとしてさまざまなセンサーや相互接続と統合できるカスタマイズされたファブリックから調整されています。テキスタイルプラットフォームは、これらの電子ストリップを織るためのチャネルまたはポケットで構成されています。

センサーICと相互接続は、2層の工業用フレキシブルプリント回路基板（PCB）プロセスを使用して開発され、チップと受動部品の組み立てと熱可塑性ポリウレタン（TPU）（TE-11C、デュポン）によるカプセル化の追加手順があります。洗浄可能なカプセル剤（PE773、デュポン）。

E-TeCSは、0.1°Cの精度と0.01°Cの精度で皮膚温度を検出し、0.0012 m / s ² の精度で心拍数と呼吸を検出できます。 、機械音響慣性センシングのおかげです。

研究者はまた、ニットテキスタイルエレクトロニクスは、機械的および電気的性能を大幅に低下させることなく、1,000サイクルのストレッチで最大30％までストレッチできることを発見しました。

衣服は、皮膚を介して生理学的プロセスを監視するための電子機器の統合のための理想的なプラットフォームを提供すると、研究者は述べています。したがって、テキスタイルに統合された電子デバイスには、ユーザーの機動性や快適性の向上など、いくつかの利点があります。

研究者は、電子機器をテキスタイルに統合するためにさまざまな努力がなされてきたことを指摘しました。ただし、それらの多くは大面積のセンシングには拡張性がなく、「電子スーツの皮膚接触センシングのアプリケーションの伸縮性」を考慮しておらず、ほとんどの場合、特定の接触位置で単一のパラメータのみを測定します。

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MITの研究者は、相互接続ラインや既製のICなど、薄くてカスタマイズ可能で適合性のある電子デバイスと、ハイスループット製造アプローチを使用してニットテキスタイルに織り込むことができるプラスチック基板を組み合わせる技術を開発しました。コンプレッションガーメントのように、電子機器と皮膚の間の接触を提供します。

製造可能性を実証するために、研究者は7つの異なるモジュールを設計および製造しました。4つの温度検知モジュール、1つの慣性検知モジュール、および2つの相互接続モジュールです。 25×27.5cmのフレキシブルボード（FPCB、KingCredie）に66個の温度センサーと20個の相互接続ストリップを取り付けます。

ファブリックに組み込まれたセンサーネットワークアーキテクチャの観点から、各センサーは相互接続で水平に相互接続できます。この場合、信号はBluetooth Low Energy（BLE）モジュール、マイクロプロセッサ、と電源。

チームは、センサー統合ファブリックのスケーラビリティを実証するためにプロトタイプシャツを開発しました。さまざまなニーズや用途に合わせて、任意のサイズにカット、接合、調整できるセンサー埋め込みファブリックのロールツーロール製造の可能性を示しています。

チームは、ズボンなどの他の種類の衣服を開発し、血中酸素濃度などの他の健康指標を監視するための追加のセンサーを組み込むことを計画しています。

研究と技術の詳細については、以下の研究者のビデオをご覧ください。

>>この記事の以前のバージョンもともとは姉妹サイトのElectronicProductsで公開されていました。