@ 2015.07.08 , 23:46

崛起中的符文科技

未来的某一天,一种能够监测生命体征的临时电子纹身将大受欢迎。

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而在过去的几年中,伊利诺伊州立大学的材料学家John Rogers一直致力于研究他的所钟爱的项目:生物戳(Biostamp),正如其名的是,这种设备是一种微型的电子戳,一般很小,通过无缝连接粘到身体的任何部位。通过你的移动设备(比如手机)进行无线供电,依靠内部的嵌入式传感器它能够全天候的采集你的多种生命体征参数。除此之外,他还能分析你分泌的汗液中的化学成份,血压、紫外线辐射等等。这种生物戳能够颠覆传统的医学监控方式。想象一下,如果能够全天候的穿戴这种生物戳,然后远端的医生在发现你这几天的血压比较高时,通过手机传来了一些生活调整,还真是方便。

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传统的临床体检对于医生和病人来说都是件麻烦事,一般医生需要先检查你的血压、体温等数据,如果发现异常,他就会建议你通过一些复杂的设备做一些更加复杂的检查,可能是一次心电图、或者核磁共振,x光之类的。

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这种生物戳能够像皮肤一样拉伸,内部的电路也是有弹性的,还能够通过无线模式供电。蝴蝶形状的生物戳能够监控紫外线强度,中间的生物戳能够检测汗液中的成分,最右边的生物戳能够检测血压变化。

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大约不到10年的时间,这种生物戳就能普及,同时对应的能够连线生物戳的手机APP也将发布出来。之后,除非万不得已,你将不用跑去医院折腾一番。除此之外,生物戳能够采集到更加丰富的体征参数,为医生的诊断提供更加详实的依据,对你病情恶化的过程的记录也更详细。

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Rogers和他的同事们在2008年的时候开始生物戳的研发工作,之后,他以此建立了一个公司--MC10,用于推广商业化的健康监控传感器。目前MC10拥有60名全职员工,获得了约6000万刀的风投资金。不过目前公司只有一件产品在市场销售:Checklight,能够监控运动员头部运动时的加速度。而对生物戳,公司之间的竞争其实很激烈。比如,护发、护肤品生产公司欧莱雅之前也做过类似的产品,不过现在他们正在合作研发一种能够监控皮肤下的热量传递的生物戳。这种生物戳中有一个微型热发生器和一个温度传感器。这种生物戳能够监控人体皮肤的水合作用(hydration),还能监控皮肤的生命周期。

他们(欧莱雅)的全球副总裁Guive Balooch说:我很乐意看到这种贴在皮肤上的美丽小印花能够及时提醒人们做护肤,以便他们显得更加年轻。

还有些研究小组致力于通过生物戳来测量空中交管人员的心理压力。当人处于高压状态,他们的手部温度会上升,如果发现这种情况,就会自动给他们注射一些安定(stress reliever drug )?

生物戳一般有一个可伸缩的超薄橡胶和内置的电路组成,为了压缩这些电路,他们先通过常用的半导体材料制作晶体管、二极管、电容和一些其他电子元件。除了常见的硅,他们还是用砷化镓、氮化镓等材料。还有些比较罕见的半导体芯片,有点像奥利奥,构成一种夹层结构。最后还需要通过化学蚀刻除去额外的部分。

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当软化的硅压入到晶体中,生物戳就大致完成了,剩余的空间可以用来添加其他的电子元件,扩展设备功能。接着,生物戳会将他们放入到一个临时的衬底上,衬底一般是一个塑料的板子。接着会通过标准的光蚀刻过程,将他们与铜导体相连,来保证连接的可伸缩性(我也不太懂这种工艺,求科普)。总之制作过程很复杂啦。最后你能买到的就是一种类似于小时候我们买到的贴画一样的生物戳,想用的时候,就撕下来一张,贴在身上。
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除此之外,东京大学的一个研究小组也在研究这种电子皮肤(e-skin),他们希望通过将这种电子皮肤用于制造机器人,通过机器人与人类发生接触来检测人体的各项指标。这样,即便你不想给自己脸上盖章也能进行检测了。斯坦福的研究人员也在研究相关的有机半导体,希望制造出与人类皮肤一样灵敏的电子膜。加州圣地亚哥分校的研究人员研究一种直接将传感器绘制在皮肤的上的电子油墨。

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总的来说,一大波科学家正在为符文科技添砖修瓦,不知道后期是否能推出更加强力的符文技能。

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本文译自 zmescience & Spectrum IEEE,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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