智能傳感器新成員

◆達(dá)達(dá) 輯

科學(xué)家們各顯神通陸續(xù)開發(fā)了五花八門的傳感器，分別應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)療等領(lǐng)域。最近，他們又使出大招，智能傳感器家族因此增添了一些新成員。

牙齒上的微型傳感器

節(jié)食是人們熱衷的一種減肥方法，但經(jīng)常有人不但減肥不成功，反而落了個(gè)營養(yǎng)不良。節(jié)食減肥最難的不是控制自己吃什么，而是每樣?xùn)|西該吃多少，食物的攝入量往往很難拿捏。

現(xiàn)在，減肥人士的福音來了！美國塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院的研究人員研發(fā)出了一種微型牙齒傳感器，可以幫減肥人士“管住嘴”。微型牙齒傳感器又小又薄，貼在牙齒上人們幾乎感覺不到它的存在。

別因?yàn)樗鼈€(gè)頭小就小瞧它，看似不起眼的它能全面監(jiān)測人們攝入營養(yǎng)素的種類和數(shù)量，還能準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)無線傳送到人們的手機(jī)上。這樣一來，想要減肥的人能更好地控制食量。另外，微型牙齒傳感器還可以通過監(jiān)測應(yīng)激激素等生化指標(biāo)來監(jiān)測人的壓力水平和心理狀態(tài)。

微型牙齒傳感器是如何工作的呢？它的外側(cè)是兩個(gè)方形的金屬環(huán)，它們中間夾著一層生物反應(yīng)層，由生物感應(yīng)材料組成的生物反應(yīng)層能掃描并識(shí)別某些化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)你吃東西時(shí)，微型牙齒傳感器會(huì)根據(jù)食物中不同的化學(xué)成分傳輸不同頻譜的射頻波，分別表示特定的信息。目前，成功通過實(shí)驗(yàn)的有水、蘋果汁、湯、漱口水和酒精。研究人員表示，理論上他們可以調(diào)節(jié)微型牙齒傳感器的生物反應(yīng)層，讓它識(shí)別更多化學(xué)物質(zhì)，而且微型牙齒傳感器經(jīng)過技術(shù)改良后，可以貼在牙齒以外的地方，還能動(dòng)態(tài)讀取和傳輸收集到的信息。

減肥人士通過微型牙齒傳感器可以監(jiān)督飲食，在它的幫助下養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣，確保營養(yǎng)均衡。這種傳感器現(xiàn)在處于完善階段，未來它不但能知道你吃了什么、吃了多少，還可以告訴你消耗了多少能量。

帶LED屏的皮膚傳感器

在過去的幾年里，出現(xiàn)了很多可彎曲的電子皮膚概念產(chǎn)品，近期日本東京大學(xué)的研究人員在電子皮膚中加裝LED顯示屏，研發(fā)了一款用于醫(yī)療領(lǐng)域的超薄電子皮膚傳感器。

這款電子皮膚傳感器能監(jiān)測佩戴者的心率，還能實(shí)時(shí)顯示出來。它配備微型LED陣列，可隨皮膚彎曲，在LED顯示屏上顯示數(shù)字、符號(hào)和包括心電圖波形在內(nèi)的簡單動(dòng)態(tài)圖像。

只要在超薄電子皮膚傳感器的貼合面噴點(diǎn)水，溶解其中的聚乙烯醇水溶性聚合物，我們就能讓超薄電子皮膚傳感器緊貼在身上。以前的電子皮膚透氣性差，容易引起佩戴者皮膚的不適，甚至發(fā)炎，而這種新型的電子皮膚傳感器由薄而柔軟的材質(zhì)制成，透氣性極強(qiáng)，還可以自由變形，連續(xù)佩戴一周都不會(huì)引起任何不適。

如果一個(gè)會(huì)動(dòng)的屏幕“長在”人身上可見的地方，大家肯定會(huì)忍不住多看兩眼，身邊的人也會(huì)通過它了解佩戴者的身體狀況。因此，這款超薄電子皮膚傳感器或許能成為一種針對(duì)老年人或家庭的健康監(jiān)測系統(tǒng)，一旦佩戴者身體出現(xiàn)異常，它就會(huì)及時(shí)將情況反映在LED顯示屏上。

未來，研究人員將在這款傳感器中安裝無線通信設(shè)備，佩戴者的生物特征數(shù)據(jù)可以上傳到云端，醫(yī)生可以用電腦或手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控佩戴者的身體狀況，遇到問題能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。相信過不了多久，這款令人滿心期待的超薄電子皮膚傳感器能大規(guī)模投入使用，大大提高人們的生活質(zhì)量。

石墨烯電子皮膚

中國的研究團(tuán)隊(duì)也不甘落后，研發(fā)出了多層石墨烯表皮電子皮膚，這種電子皮膚是一種靈敏度極高的生物醫(yī)學(xué)傳感器，可以直接貼在人們的皮膚上監(jiān)測呼吸、心率、發(fā)聲等。

由于具有出色的導(dǎo)電性和柔韌性，石墨烯是電子皮膚的理想材料，但是將石墨烯舒適、美觀、牢固地貼在皮膚表面采集人體各種生理信號(hào)一直是一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問題。研究人員通過研究，找到了解決方法。多層石墨烯表皮電子皮膚可以通過電阻變化監(jiān)測皮膚表面的微小形變等，通過貼附在口罩、手腕、喉嚨等位置分別實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸、心跳、語音等生理信號(hào)的測量。