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沙特大学研发“纸质手表”:低成本、多功能

2017-1-12 15:13:05来源:雷锋网作者:周翔责编:马卡 评论:

近日,沙特一所大学研发出了一款新型“纸质手表”。这款手表和Apple Watch以及Samsung Gear一样,都有健康监测功能,但是价格却低得多。这款价格低廉的手表结合了柔性传感器以及硅芯片元件,最大的特点在于,它的柔性传感器是用普通的家居用品制成的,比如铝箔或者海绵。这种使用普通材料并采用模块化设计,大大降低了这款健康追踪器的成本,让更多的人都能够负担的起。

雷锋网认为,这款手表其实更像是一种腕带,因为它目前还不能显示时间。不过它的发明者——阿卜杜拉国王科技大学(King Abdullah University of Science and Technology,以下简称KAUST)的研究人员,为这款健康追踪器加入了一系列令人印象深刻的特性:它能够测量体温、汗液、心率以及血压。尤其值得称赞的是,它的柔性传感器元件可以随时更换。

KAUST的电气工程师Muhammad Mustafa Hussain说,“未来,你可以走进一家药店,购买所需要的传感器,然后像更换电池那样轻松地插到手表里。这将会给创新者和消费带来很大的灵活性。”

对于现代医学来说,开发一款人人都负担的起的可穿戴设备,并通过这个设备实时监控人体的健康信号,以此来检测可能预测健康或者疾病的模式,将是大有裨益的。但是大多数便宜的健康追踪器主要功能就只有计步以及睡眠监测。往往只有超过50美元的可穿戴设备才具备测量体温、汗液以及心率的功能。

相比之下,这款手表原型目前的成本仅为25美元,与小米手环2的售价(149元)相当。KAUST的研究人员Hussain希望在未来的5年里,能够每年将制造成本减少5美元,直到所有人都能够负担的起。

雷锋网了解到,这款手表是建立在Hussain和他的同事之前的工作“纸质皮肤(paper skin)”上的,而这个所谓的纸质皮肤,就是利用简单的家居材料创建3D堆叠结构的环境传感器。

在他们最新的工作中,KAUST的工程师们舍弃了原来的3D堆叠架构,转而采用了单层结构。其中温度和湿度传感器是银色的墨水笔在便利贴上画出来的,压力传感器则是用铝箔、双面胶和聚丙烯微纤维擦拭布制成的。

这些传感器位于最底层,上面覆盖的则是可以用来读取数据的电路,第三层(中间层)则是一层薄薄的硅基微处理器芯片,第四层是电池电路以及电源管理电路。最上面的第五层则包含了RFID标签,而这个RFID标签是用银色的墨水笔在便利贴上画出来,然后附上一块柔性的射频芯片。这五层结构都装在3D打印的表壳里。

虽然这些传感器的材料普通,做法粗糙,但是却通过了包括300次弯曲和伸展在内的基础压力测试。在一名志愿者身上测试的结果显示,这块手表原型能达到的测量精度与Apple Watch和Samsung Gear大致相当,偏差大概在正负5%以内。

不过,研究人员表示未来将会继续提高传感器精度,毕竟,就测量血压而言,5%的偏差已经很吓人了。

目前,这款手表的原型正在使用中国科学院开发的软件进行测试,未来将能够搭配智能手机使用。Hussain和他的同事希望今年能成立一家致力于为老年人提供健康监测服务的公司,而且,他们还计划为这块“手表”增加时钟功能。

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