用于寵物和人的健康跟蹤傳感器通過毛皮或衣服監(jiān)測生命體征

倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的研究人員發(fā)明了一種用于寵物和人的新型健康追蹤傳感器，可以通過毛皮或衣服來監(jiān)測生命體征。

這種新型傳感器可以通過毛皮和四層衣服探測心臟和呼吸頻率等重要信號，有助于讓寵物和牲畜的日常可穿戴設(shè)備成為現(xiàn)實(shí)。

它們可以幫助主人跟蹤寵物的健康狀況，并幫助獸醫(yī)在手術(shù)過程中監(jiān)控寵物，而無需刮胡子。

它們甚至可以幫助改進(jìn)用于探測炸彈和失蹤人員的嗅探犬的工作。

在人體上，它們可以提供一種新的測量生命體征的方法，這種方法可以在不與皮膚直接接觸的情況下，通過衣服進(jìn)行測量。

該研究的第一作者、帝國理工學(xué)院生物工程系的菲拉特·古德爾博士說:“可穿戴設(shè)備有望在監(jiān)測健康和及早發(fā)現(xiàn)疾病方面發(fā)揮重要作用?！蔽覀兊陌l(fā)明具有彈性和柔韌性，預(yù)示著一種全新的傳感器，可以通過毛皮或衣服跟蹤動(dòng)物和人類的健康狀況?！?/p>

關(guān)于這種新型傳感器的研究發(fā)表在今天的《先進(jìn)功能材料》雜志上。

“水,粘糊糊的聽診器”

與人類不同的是，人類有很多健身追蹤設(shè)備，但目前寵物和其他動(dòng)物沒有太多“可穿戴”的選擇。研究人員認(rèn)為，其中一個(gè)原因是目前的追蹤器無法通過毛皮來監(jiān)測生命體征。

這個(gè)最新的帝國研發(fā)的設(shè)備是由硅-水復(fù)合材料制成的，里面有一個(gè)麥克風(fēng)，它可以接收聲波，就像一個(gè)潮濕的、軟軟的聽診器。它有足夠的柔韌性和彈性，可以緊緊地塑形，形成毛皮、衣服或身體部位的形狀，擠壓出任何吸音氣泡，防止它們重新形成。

同樣來自帝國理工學(xué)院生物工程系的第一作者Yasin Cotur說:“這種傳感器的工作原理就像一個(gè)潮濕的、軟軟的聽診器，填補(bǔ)了它和被試之間的任何空隙，因此不會(huì)產(chǎn)生氣泡來減弱聲音。”

聲音被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后傳送到附近的便攜式電腦上，這樣人們就可以實(shí)時(shí)跟蹤動(dòng)物的生理狀態(tài)。

當(dāng)研究人員在5個(gè)人和1只狗身上測試他們的設(shè)備時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它可以穿過4層衣服，而且當(dāng)衣服或毛皮正好貼著皮膚時(shí)，傳感器的效果最好。

狗有工作

研究人員表示，除了健康追蹤之外，傳感器還可以幫助嗅探犬將探測結(jié)果轉(zhuǎn)化為可測量的數(shù)據(jù)。

經(jīng)過訓(xùn)練的嗅探犬在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物體(如爆炸裝置或地震后被困在瓦礫中的人)時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出坐著或吠叫的行為。

當(dāng)狗對目標(biāo)物(如炸彈)“警覺”時(shí)，它們的心率和呼吸頻率會(huì)增加，因?yàn)樗鼈儗φ_識別目標(biāo)而獲得獎(jiǎng)勵(lì)感到興奮。

然而，“警醒”行為很難量化衡量。

研究人員表示，他們的新傳感器可以建立正常心率和呼吸頻率的基線，以此來量化每只狗的興奮程度。這將通過他們的生命體征偏離正常的程度來衡量。

通過測量狗狗的興奮程度，一種內(nèi)置的算法甚至可以判斷出狗狗對它聞到的氣味的反應(yīng)強(qiáng)度，并計(jì)算出狗狗有多“肯定”能找到它想要的東西。

動(dòng)物的人工智能

到目前為止，這種傳感器只在狗和人身上進(jìn)行了測試，但研究人員下一步將嘗試將其應(yīng)用于其他類型的寵物，以及馬和牲畜。

亞辛說:“下一步是在動(dòng)物身上進(jìn)一步驗(yàn)證我們的系統(tǒng)，主要集中在嗅探犬身上，然后是馬和家畜身上?！?/p>

他們還將運(yùn)動(dòng)傳感器集成到系統(tǒng)中，以便能夠?qū)崟r(shí)跟蹤動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)。該軟件可以使用人工智能算法來顯示寵物何時(shí)站著、坐著或躺著，以及它們面對的方向，以及它們的生命體征如何偏離正常。這可以連接到一個(gè)智能手機(jī)應(yīng)用程序，它會(huì)實(shí)時(shí)告訴主人他們的寵物在哪里、如何生活。

由Yasin Cotur、Michael Kasimatis、Matti Kaisti、Selin Olenik、Charis Georgiou和Firat Guder合著的“可伸縮復(fù)合聲學(xué)傳感器用于穿戴式生命體征監(jiān)測”于2月25日在《高級功能材料》上發(fā)表。