带尿布的婴儿

内置传感器的智能尿布可以检测宝宝何时需要更换

图片来源:Dreamstime

一种传感器已经开发出来,可以集成到婴儿尿布中,帮助日托、医院和其他场所的工作人员提供更即时的护理。

这种传感器非常便宜且生产简单,其开发人员表示,可以用铅笔在经过氯化钠处理的纸上手绘。

它还为可穿戴、自我供电的健康监测器铺平了道路,可以检测心脏骤停和肺炎等其他健康问题。

“我们的团队一直专注于开发能够捕捉人类健康重要信息的设备,”该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立大学教授郑焕宇(Huanyu Cheng)说。“我们的目标是对疾病状况和健康状况进行早期预测,在为时已晚之前发现问题。”

水化传感器对湿度的变化高度敏感,并在相对湿度水平的广泛范围内提供准确的读数,从5.6%到90%。

柔性湿度传感器在医疗保健中变得越来越必要,例如呼吸监测和皮肤湿度检测,但通过简单、低成本的制造工艺实现高灵敏度和易于处理仍然具有挑战性。

中国河北工业大学教授李阳解释说:“你不需要一些价值数百万美元的设备来制造。你只需要在一张处理过的纸上,在预先画好的电极的线内作画。它可以简单而快速地完成。”

该装置利用了纸张对湿度变化的自然反应方式,并利用铅笔中的石墨与水分子和氯化钠溶液相互作用。

当纸吸收水分子时,溶液被电离,电子开始流向铅笔中的石墨,启动传感器,传感器检测环境湿度的变化,并向智能手机发送信号,智能手机显示并记录数据。

从本质上讲,在预处理过的纸上绘制预处理过的线,就形成了一个小型化的纸电路板。然后,它可以用铜线和导电银膏连接到计算机上,作为环境湿度探测器。

对于无线应用,如智能尿布和基于面具的呼吸监测,绘图连接到一个微型锂电池,通过蓝牙将数据传输到智能手机。

对于呼吸监测器,研究小组直接在溶液处理的口罩上绘制电极。

该传感器可以区分嘴呼吸和鼻子呼吸,并能够将三种呼吸状态进行分类:深度、规则和快速。收集到的数据可用于检测各种疾病的发作,如呼吸停止和呼吸短促,并为智能物联网和远程医疗提供机会。

与呼吸相比,人体皮肤的湿度变化较小,但即使在受试者涂抹乳液或锻炼后,研究人员仍然能够使用铅笔纸上的湿度传感器检测到变化。

该团队还在纸尿裤的吸收层之间集成了四个湿度传感器,从而制造出一种“智能纸尿裤”,能够检测湿度并发出变化警报。

作为两个孩子的父亲,程说:“这个申请其实是出于个人经历。”“没有简单的方法来知道湿是湿的,这些信息对父母来说非常有价值。传感器可以在短期内提供数据,提醒孩子更换尿布,但从长期来看,它也可以显示模式,让父母了解孩子的整体健康状况。”

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