智能傳感器新成員

達達

科學(xué)家們各顯神通陸續(xù)開發(fā)了五花八門的傳感器，分別應(yīng)用于機械、醫(yī)療等領(lǐng)域。最近，他們又使出大招，智能傳感器家族因此增添了一些新成員。

節(jié)食是人們熱衷的一種減肥方法，但經(jīng)常有人不但減肥不成功，反而落了個營養(yǎng)不良。節(jié)食減肥最難的不是控制自己吃什么，而是每樣?xùn)|西該吃多少，食物的攝入量往往很難拿捏。

現(xiàn)在，減肥人士的福音來了！美國塔夫茨大學(xué)工程學(xué)院的研究人員研發(fā)出了一種微型牙齒傳感器，可以幫減肥人士“管住嘴”。微型牙齒傳感器又小又薄，貼在牙齒上人們幾乎感覺不到它的存在。

別因為它個頭小就小瞧它，看似不起眼的它能全面監(jiān)測人們攝入營養(yǎng)素的種類和數(shù)量，還能準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)無線傳送到人們的手機上。這樣一來，想要減肥的人能更好地控制食量。另外，微型牙齒傳感器還可以通過監(jiān)測應(yīng)激激素等生化指標(biāo)來監(jiān)測人的壓力水平和心理狀態(tài)。

微型牙齒傳感器是如何工作的呢？它的外側(cè)是兩個方形的金屬環(huán)，它們中間夾著一層生物反應(yīng)層，由生物感應(yīng)材料組成的生物反應(yīng)層能掃描并識別某些化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)你吃東西時，微型牙齒傳感器會根據(jù)食物中不同的化學(xué)成分傳輸不同頻譜的射頻波，分別表示特定的信息。目前，成功通過實驗的有水、蘋果汁、湯、漱口水和酒精。研究人員表示，理論上他們可以調(diào)節(jié)微型牙齒傳感器的生物反應(yīng)層，讓它識別更多化學(xué)物質(zhì)，而且微型牙齒傳感器經(jīng)過技術(shù)改良后，可以貼在牙齒以外的地方，還能動態(tài)讀取和傳輸收集到的信息。

減肥人士通過微型牙齒傳感器可以監(jiān)督飲食，在它的幫助下養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣，確保營養(yǎng)均衡。這種傳感器現(xiàn)在處于完善階段，未來它不但能知道你吃了什么、吃了多少，還可以告訴你消耗了多少能量。

在過去的幾年里，出現(xiàn)了很多可彎曲的電子皮膚概念產(chǎn)品，近期日本東京大學(xué)的研究人員在電子皮膚中加裝LED顯示屏，研發(fā)了一款用于醫(yī)療領(lǐng)域的超薄電子皮膚傳感器。

這款電子皮膚傳感器能監(jiān)測佩戴者的心率，還能實時顯示出來。它配備微型LED陣列，可隨皮膚彎曲，在LED顯示屏上顯示數(shù)字、符號和包括心電圖波形在內(nèi)的簡單動態(tài)圖像。

只要在超薄電子皮膚傳感器的貼合面噴點水，溶解其中的聚乙烯醇水溶性聚合物，我們就能讓超薄電子皮膚傳感器緊貼在身上。以前的電子皮膚透氣性差，容易引起佩戴者皮膚的不適，甚至發(fā)炎，而這種新型的電子皮膚傳感器由薄而柔軟的材質(zhì)制成，透氣性極強，還可以自由變形，連續(xù)佩戴一周都不會引起任何不適。

如果一個會動的屏幕“長在”人身上可見的地方，大家肯定會忍不住多看兩眼，身邊的人也會通過它了解佩戴者的身體狀況。因此，這款超薄電子皮膚傳感器或許能成為一種針對老年人或家庭的健康監(jiān)測系統(tǒng)，一旦佩戴者身體出現(xiàn)異常，它就會及時將情況反映在LED顯示屏上。

未來，研究人員將在這款傳感器中安裝無線通信設(shè)備，佩戴者的生物特征數(shù)據(jù)可以上傳到云端，醫(yī)生可以用電腦或手機遠程監(jiān)控佩戴者的身體狀況，遇到問題能及時采取應(yīng)對措施。相信過不了多久，這款令人滿心期待的超薄電子皮膚傳感器能大規(guī)模投入使用，大大提高人們的生活質(zhì)量。

中國的研究團隊也不甘落后，研發(fā)出了多層石墨烯表皮電子皮膚，這種電子皮膚是一種靈敏度極高的生物醫(yī)學(xué)傳感器，可以直接貼在人們的皮膚上監(jiān)測呼吸、心率、發(fā)聲等。

由于具有出色的導(dǎo)電性和柔韌性，石墨烯是電子皮膚的理想材料，但是將石墨烯舒適、美觀、牢固地貼在皮膚表面采集人體各種生理信號一直是一個亟待解決的關(guān)鍵問題。研究人員通過研究，找到了解決方法。多層石墨烯表皮電子皮膚可以通過電阻變化監(jiān)測皮膚表面的微小形變等，通過貼附在口罩、手腕、喉嚨等位置分別實現(xiàn)對呼吸、心跳、語音等生理信號的測量。