人體汗液含有化學(xué)信息，包括血液代謝物、離子濃度和營(yíng)養(yǎng)素。使用可穿戴傳感器監(jiān)測(cè)這些信息可以實(shí)現(xiàn)非侵入性(即，無(wú)需血液采樣)、實(shí)時(shí)的健康狀況跟蹤。例如，了解汗量和離子濃度可以幫助人們?cè)隗w育活動(dòng)中保持足夠的水和鈉水平，并且可以通過(guò)識(shí)別癥狀性過(guò)度出汗來(lái)預(yù)防低血糖休克。

由于可穿戴汗液傳感器貼片由于實(shí)時(shí)連續(xù)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸而產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)并消耗大量能量，因此很難實(shí)現(xiàn)足夠的工作時(shí)間以使其使用實(shí)用。

自旋電子學(xué)中心的Hyunjung Yi博士的研究團(tuán)隊(duì)和漢陽(yáng)大學(xué)機(jī)械工程系Rhokyun Kwak教授的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種可穿戴的汗液傳感器貼片，通過(guò)模仿感覺(jué)神經(jīng)元的高效信息處理方法，可以運(yùn)行超過(guò)24小時(shí)。

當(dāng)人類(lèi)感覺(jué)神經(jīng)元接收到外部刺激時(shí)，它會(huì)將信息轉(zhuǎn)化為尖峰信號(hào)。外部激勵(lì)強(qiáng)度與尖峰信號(hào)頻率成正比。神經(jīng)元使用的這種基于事件的尖峰信號(hào)處理方法能夠高效、快速、準(zhǔn)確地處理大量復(fù)雜的外部刺激數(shù)據(jù)。如果應(yīng)用人類(lèi)感覺(jué)神經(jīng)元使用的這種“基于事件的無(wú)線監(jiān)控”方法，則只有在發(fā)生與用戶健康指標(biāo)相關(guān)的重要事件時(shí)才會(huì)傳輸數(shù)據(jù)，從而最大限度地減少無(wú)線監(jiān)控器的能耗。

這些研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種無(wú)線可穿戴汗液傳感器貼片，模仿感覺(jué)神經(jīng)元的“尖峰信號(hào)”，并在臨床試驗(yàn)中證明了通過(guò)基于事件的無(wú)線監(jiān)測(cè)顯著降低能耗的能力。汗液由貼片構(gòu)成，在錐形開(kāi)放的垂直汗液通道頂部放置一個(gè)除汗層，可以快速去除通道中的汗液填充物(見(jiàn)上圖)。

每個(gè)汗液通道內(nèi)壁都有一對(duì)電極，允許將汗液充滿通道并被移除的過(guò)程轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。當(dāng)通道被填充時(shí)，電信號(hào)會(huì)增加，每次汗水被瞬間排出時(shí)，電信號(hào)都會(huì)迅速減少。當(dāng)重復(fù)此過(guò)程時(shí)，會(huì)產(chǎn)生尖峰形式的信號(hào)。尖峰信號(hào)的頻率和幅度攜帶有關(guān)汗液排泄速度和汗液離子成分濃度的可解釋信息。

通過(guò)反復(fù)的填充和排空過(guò)程，汗液傳感器可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，并且由于新分泌的汗液不與預(yù)先存在的汗液混合，因此傳感器可以提供準(zhǔn)確的信息。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這種基于事件的數(shù)據(jù)傳輸方式的能耗僅為連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸能耗的0.63%，使研發(fā)的可穿戴汗液傳感器貼片能夠連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)以上。在實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況下，從各種皮膚表面的汗液中獲取的信息已在臨床試驗(yàn)中成功獲得。

該貼片的開(kāi)發(fā)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期汗液監(jiān)測(cè)，可用于檢測(cè)急性疾病或其前體，例如夜間低血糖休克和心臟病發(fā)作。傳感方法有望通過(guò)應(yīng)用于其他類(lèi)型的皮膚附著傳感器和采用新的計(jì)算技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更節(jié)能和智能的數(shù)字健康管理。

　　免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場(chǎng)無(wú)關(guān)。財(cái)經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！