Разработан датчик потоотделения
Обезвоживание может подкрасться незаметно. Увлекшись тренировкой или видеоигрой, легко не уследить за недостатком потребляемой жидкости. Но новая миниатюрная технология может решить эту проблему. В Калифорнийском университете в Беркли (UC Berkeley) разработали носимый датчик для определения уровня гидратации, который напомнит о необходимости сделать перерыв и утолить жажду.
В основе новинки — измерение электрической активности кожи (ЭАК), то есть ее проводимости. До сих пор этот метод считался пригодным только для оценки психического стресса. Однако разработка, описанная в Nature Electronics, расширила роль ЭАК в физиологическом мониторинге.
«Эта работа открывает путь к повседневному пассивному мониторингу гидратации и стресса с помощью привычных носимых устройств — таких как умные часы», — сказал профессор UC Berkeley Али Джавей, руководивший исследованием.
«Поскольку наш датчик тонкий, дышащий и удобный в ношении, его можно легко интегрировать в заднюю часть часов или фитнес-трекера для предоставления обратной связи в реальном времени без громоздкого оборудования или одноразовых компонентов. Это позволяет людям непрерывно отслеживать физическую нагрузку, уровень гидратации и эмоциональный стресс в течение дня», — добавил Сын-Рок Ким с кафедры электротехники и компьютерных наук UC Berkeley.
Скептическое отношение к оценке ЭАК для отслеживания физической активности связано главным образом с тем, что обильное потоотделение во время упражнений насыщает кожу и вносит ошибки в измерения. Поэтому в новинке применены водопроницаемые электроды, под которыми не скапливается влага.
Ученые разработали и протестировали три типа водопроницаемых электродов — микрокружевные, спиральные металлические и углеродные тканевые — чтобы преодолеть ограничение традиционных коммерческих электродов, которые не пропускают влагу и задерживают пот под датчиком. Разместив электроды на разных частях тела, ученые измеряли ЭАК у участников, выполнявших как физические (например, езда на велосипеде), так и умственные задачи (например, тесты на IQ).
«Сравнивая сигналы ЭАК с локальными измерениями потоотделения и общей потерей жидкости по массе тела, мы оценили, насколько хорошо каждый электрод отслеживает выработку пота. Этот подход помог нам определить эффективные конструкции датчиков и места на теле для использования ЭАК в мониторинге гидратации, а также различить сигналы, вызванные физической нагрузкой и психическим стрессом», — пояснил аспирант кафедры электротехники и компьютерных наук Ифэй Чжань.
Эксперименты показали, что кожная проводимость может достоверно отражать скорость потоотделения и уровень гидратации при различных физических и умственных нагрузках. В дальнейшем планируются оценить, как на ЭАК влияют температура, влажность и индивидуальные особенности кожи.
