開發(fā)模仿感覺神經(jīng)元的低功耗 長效汗液傳感器貼片

人體汗液含有化學(xué)信息，包括血液代謝物、離子濃度和營養(yǎng)物質(zhì)。使用可穿戴傳感器監(jiān)控此信息可以實現(xiàn)非侵入性(即無需血液采樣)實時健康狀態(tài)跟蹤。例如，了解出汗量和離子濃度可以幫助人們在體育活動中保持足夠的水和鈉水平，并可以通過識別有癥狀的過度出汗來預(yù)防低血糖休克。

由于可穿戴汗液傳感器貼片由于實時連續(xù)數(shù)據(jù)無線傳輸而產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)并消耗相當(dāng)大的能量，因此難以實現(xiàn)足夠的操作時間以使其實用化。

自旋電子學(xué)中心的 Hyunjung Yi 博士的研究團隊和漢陽大學(xué)機械工程系的 Rhokyun Kwak 教授的研究團隊開發(fā)了一種可穿戴式汗液傳感器貼片，通過模仿有效信息，可以運行 24 小時以上，大大提高了能效感覺神經(jīng)元的處理方法。

當(dāng)人類感覺神經(jīng)元接收到外部刺激時，它將信息轉(zhuǎn)化為尖峰信號。外部刺激強度與尖峰信號頻率成正比。神經(jīng)元使用的這種基于事件的尖峰信號處理方法可以高效、快速、準(zhǔn)確地處理大量復(fù)雜的外部刺激數(shù)據(jù)。如果應(yīng)用這種人類感覺神經(jīng)元使用的“基于事件的無線監(jiān)測”方法，只有在與用戶健康指標(biāo)相關(guān)的重要事件發(fā)生時才傳輸數(shù)據(jù)，從而最大限度地減少無線監(jiān)測器的能耗。

這些研究團隊開發(fā)了一種無線可穿戴汗液傳感器貼片，它可以模仿感覺神經(jīng)元的“尖峰信號”，并在臨床試驗中證明能夠通過基于事件的無線監(jiān)測顯著降低能耗。汗水貼片的結(jié)構(gòu)是在一個圓錐形開放的垂直汗液通道頂部放置一個汗液去除層，該通道可以快速去除通道中的汗水填充物(見上圖)。

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