پژوهش های پوشیدنی در Stanford

پژوهشگران Stanford نقش فعالی در نوآوری‌های شکل گرفته پیرامون فرآیند‌های ساخت تا آزمایش پوشیدنی‌های تجاری سازی دارند. آنان پژوهش‌های گسترده‌ای برای ساخت پوشیدنی‌های دقیق جدید و یا یافتن کاربرد پوشیدنی‌های موجود انجام می‌دهند. ساخت دستگاه‌های دقیق کالری‌متر، پوشیدنی‌های منعطف، کمک به کودکان مبتلا به اتیسم برای تشخیص احساسات سایرین چند نمونه از این پژوهش‌ها است. در ادامه این مقاله از مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی به مرور پژوهش‌های مرتبط با پوشیدنی‌ها در Stanford می‌پردازیم.

پژوهش های پوشیدنی در Stanford

فناوری های پیرامون ساخت پوشیدنی ها

Wu Tsai Human Performance Alliance

این طرح مشترک توسط Stanford و با مشارکت پنج دانشگاه دیگر اجرا می‌شود.  این گروه امیدواند سطح سلامت جهانی را با یافته‌های خود ارتقا بخشند. آنان به مطالعه چیزهایی می‌پردازند که به واسطه آن ورزشکاران قوی یا کاربران عادی در مراحل مختلف زندگی  می‌توانند نتایج و دستاوردهای سلامتی را تجربه کنند. نتایج این پژوهش‌‌ها می‌تواند اثرات مثبتی برای حفظ سلامت، پیشگیری از بیماری و یا بهبود پس از بیماری، گذر از بیشینه حد توانایی فیزیکی یا غلبه بر بیماری‌هایی مانند فراموشی داشته باشد. در چشم انداز این طرح ساخت پوشیدنی‌های قابل حمل برای ردیابی ویژگی‌های سلامت نیز قرار دارد.

Wu Tsai Human Performance Alliance
Scott L. Delp

چاپ مدارهای انعطاف پذیر و خم شونده روی پوست مصنوعی

در این قسمت پژوهشگران Stanford روی چاپ ترانزیستورهای فشرده روی پوست مصنوعی برای ساخت مدارهایی کار می‌کنند که با پوست بدن خم و صاف می‌شود. در برخی موارد کاربرد این دستگاه‌ها پس از ساخت مشخص می‌شود. گروه مهندسی شیمی Stanford به رهبری Zhenan Bao در حدود دو دهه است که در این بخش فعال هستند.

یکی از چالش‌های این گروه توسعه این فناوری جدید به گونه‌ای کاربردی است که قابلیت تجاری سازی داشته باشد. آنان موفق شدند با تجهیزاتی که برای ساخت چیپ‌های سیلیکونی (photolithography) به کار می‌رود، مدارهای منعطف بسازند.

 چاپ مدارهای انعطاف پذیر و خم شونده روی پوست مصنوعی

باتری انعطاف پذیر

این دستگاه در مرحله آزمایش قرار دارد. هدف از ساخت یک باتری منعطف داشتن یک منبع انرژی است که در عین شکل پذیری راحت و قابل حمل باشد. در واقع با توجه به حجیم بودن باتری‌های سخت و خطرات مربوط به نشت باتری دانشمندان علاقمند به ساخت یک جایگزین‌ راحت‌تر و بی‌خطرتر هستند. استفاده از پلیمرها در ساخت باتری‌ها جدید نیست. اما تا کنون این مواد به شکل ژل بوده‌اند که احتمال نفوذ و نشت آن هست. پلیمر این گروه انعطاف‌پذیر و جامد است و با تغییر شکل آن در خروجی جریان تفاوتی ایجاد نمی‌شود.

ساعت هوشمند

سامانه عصبی مصنوعی برای ایجاد حس لامسه در اعضای مصنوعی

دستگاه عصبی مصنوعی که با همکاری Stanford و دانشگاه ملی سئول ساخته شده است توانسته است جمع شدن پاهای سوسک و خط بریل را تشخیص دهد. این پژوهش که در Science به چاپ رسیده است برای ساخت یک پوست مصنوعی برای اعضای مصنوعی انجام شده است. این وسیله با یک حسگر نیرو و به واسطه یک نورون منعطف الکترونیکی اطلاعات را به یک ترانزیستور سیناپتیک منتقل می‌شود. این ترانزیستور مشابه سیناپس‌های عصبی بدن است. مهندسی این سیناپس به شکلی است که بر اساس شدت و فرکانس سیگنال‌های دریافتی یاد می‌گیرد که چه چیزی به عنوان ورودی دریافت شده است و در واقع حس لامسه را شبیه‌سازی می‌کند.

Kevin Craft

پژوهش در مورد پتانسیل های جدید پوشیدنی های موجود

سنجش دقیق انرژی مصرفی با این پوشیدنی

سامانه‌ای که دو حسگر داشته باشد نسبت به یک ساعت هوشمند با دقت بیشتری میزان مصرف انرژی را محاسبه می‌کند. پژوهشگران Stanford یک سامانه جدید بر این اساس طراحی کردند که افراد می‌توانند آن را در خانه بسازند. این سامانه نسبت به ساعت‌های هوشمند، که در حدود ۴۰ تا ۸۰ درصد خطا دارند، دقت بالایی دارد (تا۱۳ درصد خطا). این دستگاه از حرکات پا برای سنجش میزان انرژی مصرفی استفاده می‌کند چراکه بیشتر انرژی انسان در حرکت برای پاها صرف می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این مورد به این مقاله مراجعه نمایید.

 سنجش دقیق انرژی مصرفی با این پوشیدنی
Delaney Miller tests a new calorie tracker for the biomechatronics laboratory

Google Glass به کودکان مبتلا به اتیسم کمک می کند حالات چهره دیگران را درک کنند

اتیسم با مشکلاتی که در برقراری رابطه با دیگران بوجود می‌آورد و با رفتارهای تکرار شونده شناخته می‌شود. کودکان مبتلا به اتیسم ممکن است اصلا به چهره دیگران علاقه نشان ندهند. برای ایجاد این علاقه پژوهشگران طرحی به نام Superpower Glass را اجرا کردند. در این روش رفتار درمانی با استفاده از عینک گوگل برای تشخیص حالات چهره به کار می‌رود. کودک این روش را مانند بازی می‌بیند که دوست دارد در این بازی درست حدس بزند.

 Google Glass به کودکان مبتلا به اتیسم کمک می کند حالات چهره دیگران را درک کنند

روش‌های رفتار درمانی سنتی نیز قطعا برای کمک به کودکان مبتلا به اتیسم موثر هستند. اما در دسترس بودن آن برای همگان نیز مهم است. در این روش تمرین در خانه میسر می‌شود و مسلما کمک بزرگی به کودک و اطرافیان وی خواهد شد. همچنین در روش کلاسیک رفتار درمانی با یک متخصص و یک کودک انجام می‌شود، کارت‌های استفاده شده در روش سنتی کلیه احساسات انسانی را شامل نمی‌شود و کودک برای انتقال آموخته‌هایش به زندگی واقعی با مشکل مواجه می‌شود. استفاده از عینک هوشمند این مشکلات را حل می‌کند.

استفاده از ساعت هوشمند Apple برای تشخیص فیبریلاسیون دهلیزی

پژوهش‌ها نشان می‌دهدکه ساعت هوشمند Apple می‌تواند ریتم نامنظم تپش قلب را شناسایی کند. به این صورت می‌توان فیبریلاسیون دهلیزی را تشخیص داد. فیبریلاسیون دهلیزی می‌تواند به سکته قلبی یا بستری شدن بیمار منجر شود و تشخیص سریع آن مهم است. در نهایت روش به کار رفته در این مورد با دقت ۸۴ درصد موفق به پیش‌بینی این شرایط در شرکت‌کنندگان شد.

 استفاده از ساعت هوشمند Apple برای تشخیص فیبریلاسیون دهلیزی

استفاده از کلان داده برای حفظ سلامت فردی

ایده اصلی این پژوهش ساده است: در بسیاری مواد بیماری و مشخصات آن مطالعه می‌شود. پزشک دقیقا نمی‌داند شرایط سلامتی مراجعه کننده چه مشخصاتی داشته است. بنابراین پژوهشگران در این تحقیق اطلاعات طولانی مدت سلامتی افراد را به وسیله پوشیدنی‌ها و سایر روش‌ها مانند توالی‌یابی یا آزمایش خون و … جمع‌آوری کردند. پس از آن که مشخصات عمومی سلامت فرد تشخیص داده شد، بیماری به عنوان انحراف از این شرایط به سادگی قابل تعریف بود.

 استفاده از کلان داده برای حفظ سلامت فردی

نتایج این پژوهش به افراد کمک کرد با تغییر سبک زندگی خود سلامت خود را حفظ کنند. در این آزمایش‌ها دو نفر در شرایط پیش از سرطان، بسیاری از افراد با شرایط کمبود هموگلبین و شش نفر با گرفتگی عروق شناسایی شدند. برای گرفتگی عروق با افزایش مقدار نیستاتین به افراد کمک شد. بنابران می‌‌توان گفت این پژوهش واقعا تاثیر مثبتی داشته است. به صورت متوسط افراد شرکت کننده در این پژوهش سه سال تحت نظر بودند.

استفاده از داده های ساعت های هوشمند برای پیش بینی نتایج آزمایش خون

آزمایش‌ها نشان می‌دهد داده‌های ساعت‌های هوشمند می‌تواند کم‌آبی بدن، فقر آهن و یا بیماری‌هایی را آشکار کند که با آزمایش خون ساده تشخیص داده می‌شود. شرکت‌ کنندگان در پژوهش این آزمایش دمای بدن، ضربان قلب، فعالیت الکتریکی پوست و تعداد گام‌های خود را پوشیدنی‌ها اندازه‌گیری می‌کردند. اندازه‌گیری ضربان قلب آنان با حسگرهای قوی پزشکی نیز انجام می‌شد. آزمایش خون برای اندازه‌گیری قند خون، تعداد گلبول‌های قرمز و سایر مشخصات سلامت به کار می‌رفت. این اندازه‌گیری‌ها در طی سه سال انجام شد.

 استفاده از داده های ساعت های هوشمند برای پیش بینی نتایج آزمایش خون

این آزمایش‌ها نشان داد فعالیت الکتریکی اندک پوست یا تعرق کم با خشکی و کم‌آبی بدن مرتبط است. تغییرات ضربان قلب ثبت شده با پوشیدنی‌ها نیز به تعداد گلبول‌های قرمز خون مرتبط بود. نتایج  ذکر شده با سایر روش‌های متداول تائید شد. کاهش دمای پوست و فعالیت نیز نیز با تعداد زیاد گلبول‌های سفید خون مرتبط بود. لازم به ذکر است که طول زمان مشاهده این نتایج اهمیت دارد.


آشنایی با کاربردهای عملی پوشیدنی ها
پوشیدنی دانشگاه Stanford برای سنجش انرژی مصرفی بر پایه حرکت پاها
این پوشیدنی های چاپ سه بعدی نیازی به شارژ ندارند


منبع: stanford.news

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *