用于寵物和人的健康跟蹤傳感器通過(guò)毛皮或衣服監(jiān)測(cè)生命體征

倫敦帝國(guó)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(guò)毛皮或衣服來(lái)監(jiān)測(cè)生命體征。

這種新型傳感器可以通過(guò)毛皮和四層衣服探測(cè)心臟和呼吸頻率等重要信號(hào)，有助于讓寵物和牲畜的日?？纱┐髟O(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(guò)程中監(jiān)控寵物，而無(wú)需刮胡子。

它們甚至可以幫助改進(jìn)用于探測(cè)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(cè)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(guò)衣服進(jìn)行測(cè)量。

該研究的第一作者、帝國(guó)理工學(xué)院生物工程系的菲拉特·古德?tīng)柌┦空f(shuō):“可穿戴設(shè)備有望在監(jiān)測(cè)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(guò)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(tīng)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(méi)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(wú)法通過(guò)毛皮來(lái)監(jiān)測(cè)生命體征。

這個(gè)最新的帝國(guó)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(tīng)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(lái)自帝國(guó)理工學(xué)院生物工程系的第一作者Yasin Cotur說(shuō):“這種傳感器的工作原理就像一個(gè)潮濕的、軟軟的聽(tīng)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(lái)減弱聲音?！?/p>

聲音被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，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(cè)試他們的設(shè)備時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它可以穿過(guò)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(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的數(shù)據(jù)。

經(jīng)過(guò)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(duì)目標(biāo)物(如炸彈)“警覺(jué)”時(shí)，它們的心率和呼吸頻率會(huì)增加，因?yàn)樗鼈儗?duì)正確識(shí)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(lái)量化每只狗的興奮程度。這將通過(guò)他們的生命體征偏離正常的程度來(lái)衡量。

通過(guò)測(cè)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(duì)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(cè)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(shuō):“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(lái)顯示寵物何時(shí)站著、坐著或躺著，以及它們面對(duì)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(cè)”于2月25日在《高級(jí)功能材料》上發(fā)表。