一种柔性多模态可穿戴传感器贴片

由日本北海道大学和东京大学领导的一个研究团队，制造出一种柔性多模态可穿戴传感器贴片，并开发出相应的边缘计算软件。该软件能够安装在智能手机上，通过分析传感器收集的数据，监测用户是否出现心律失常、咳嗽和跌倒等情况。这项研究于21日发表在《设备》杂志上。

可穿戴传感器是可以佩戴在身上并检测身体状态的设备，属于物联网（IoT）的一部分，在健康监测方面展现出巨大潜力。这些传感器会产生大量数据，人们需要对这些数据进行处理才能理解。在传感器或其连接的设备上（而非云端远程服务器）处理这些数据的计算领域，被称为边缘计算。边缘计算是可穿戴传感器技术的关键要素。

此次，研究团队制造的传感器能够监测心脏活动、呼吸、皮肤温度以及由出汗引起的湿度。在确认其适合长期使用后，这些传感器被集成到可贴合于人体皮肤的柔性薄膜（传感器贴片）中。传感器贴片还包括一个蓝牙模块，可连接到智能手机。

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传感器贴片连接到包含蓝牙模块的处理器（电路），由电池供电。蓝牙模块将传感器贴片连接到手机以记录数据。

该团队首先在3名志愿者身上测试了传感器贴片检测生理变化的能力。志愿者将传感器贴片贴在胸前，用于监测他们在湿球黑球温度（用于确定是否可能有热应激）为22℃和29℃以上时的生命体征。团队还开发了一个机器学习程序来处理记录的数据，以检测其他症状，如心律失常、咳嗽和跌倒。同时，他们为智能手机设计了一个边缘计算应用程序，可进行同样分析，预测准确率超过了80%。

这项研究的重大进展在于，将多模态柔性传感器、实时机器学习数据分析和使用智能手机进行远程生命体征监测相结合，提出了一种基于贴片的边缘计算系统的概念。未来，该系统将在日常生活中检测身体的早期疾病迹象，还可用于远程医疗或诊断中。