Наше носимое будущее, часть 2: Как будут работать новые технологии?

Это вторая серия из двух частей о будущем носимых технологий. В первой части (читайте здесь) рассказывается, как будут выглядеть носимые устройства будущего и какие возможности они будут выполнять.

23 августа 2022 г. — Возьмите в руки смартфон. Да, ты держал его тысячу раз, он как продолжение твоих рук. Но давайте проведем эксперимент: возьмите его за оба конца и вытяните как можно дальше. Теперь скрутите его. Оберните его вокруг предплечья. Круто, правда? Теперь позвольте ему вернуться обратно.

Подождите, что значит, что ваш телефон не сгибается и не растягивается?

Это небольшое упражнение на воображение иллюстрирует возможности носимых устройств – электронных устройств, которые мы носим близко к коже или на ней. Сегодня умные часы и телефоны по-прежнему представляют собой твердые, негибкие блоки из пластика и металла. Завтра все изменится.

Директор центра ASSIST д-р Вина Мисра (в центре слева), а затем заместитель директора д-р Джон Мут (в центре справа) на фото в Центре нанопроизводства в Университете штата Северная Каролина.

«К носимым устройствам гибкость, растяжимость и возможность мытья являются ключевыми требованиями», — говорит Вина Мисра, доктор философии, профессор электротехники в Университете штата Северная Каролина и директор Центра ASSIST, исследовательского института, финансируемого Национальным научным фондом, который разрабатывает носимые устройства для поддержания здоровья.

«Мы наблюдаем такого рода разработки по всем направлениям», — говорит Мисра, — «и вы можете отследить это по количеству [исследовательских] работ, публикуемых в области носимых устройств. Это число просто растет в геометрической прогрессии».

Мы склонны думать о носимых устройствах как о забавных потребительских гаджетах, но растущая школа мысли утверждает, что они радикально улучшат здравоохранение, предоставив средство для непрерывного, долгосрочного мониторинга для прогнозирования неблагоприятных событий и тщательного отслеживания заболеваний, улучшения лечения и результатов в отношении здоровья во всем мире. .

Чтобы это произошло, носимые устройства должны безупречно работать с нашим телом. Это означает, что традиционные твердые и жесткие устройства и системы будут больше похожи на человеческую кожу — мягкие, гибкие и растягивающиеся.

Как это удается? Путем перепроектирования электроники на молекулярном уровне, миниатюризации датчиков и создания неслыханных источников питания для поддержки того, что инженеры называют «форм-фактором», подобным коже.

Короче говоря, это не научная фантастика. Это происходит прямо сейчас, и новые продукты, которые будут созданы в результате этих достижений – потенциально начиная с здравоохранения и заканчивая рынком потребительского здоровья – могут стать такими же обычными, как тот неуклюжий, негибкий телефон, от которого невозможно оторваться. Вот как.

Почему форм-фактор имеет значение?

Носимое устройство, которое соответствует вашему телу, лучше по двум важным причинам: оно менее навязчиво для пользователя и позволяет проводить более надежные измерения.

«Датчики и сенсорные системы часто страдают от механического несоответствия», — говорит Альпер Бозкурт, доктор философии, инженер-электрик и коллега Мисры из NC State и ASSIST. «Если у вас есть мягкие ткани, которые движутся, но жесткое сенсорное устройство, которое не движется, ваши измерения могут быть ненадежными».

Это потому, что все эти дополнительные удары между устройством и вашим телом проявляются как «шум» — бессмысленная информация, которая может исказить измерения и привести к ложным выводам.

К носимым устройствам ключевыми требованиями являются гибкость, растяжимость и возможность стирки.

Кроме того, есть «человеческий фактор», отмечает Бозкурт, – вопрос соблюдения требований.

«Одна из проблем заключается в том, что мы разрабатываем вещи в лаборатории, все тестируем и доставляем нашим медицинским операторам, а они поднимают брови и говорят: «Нет, мои пациенты не будут это носить», — говорит Бозкурт. «Вы не можете представить будущее носимых устройств без решения проблемы соответствия».

«Людям нужно устройство, которое будет удобным, не будет выделяться и не требует особого взаимодействия», — говорит Бозкурт. «Мы называем это «одеть и забыть». Вы можете сравнить это с ношением пластыря – конечно, вы замечаете это время от времени, но в основном он отходит на второй план, не мешая вашим повседневным задачам, и другие даже не замечают его присутствия.