Waterproof Wearable Boleh Menganalisis Peluh, Walaupun Semasa Anda Berenang

Atlet di triatlon Kejohanan Dunia Ironman 2018 adalah antara yang pertama untuk menguji sensor peluh baru yang dibangunkan oleh para jurutera di Northwestern University. Memandangkan triatlet terbaik di dunia berenang 2.4 kilometer, bersepeda 100 mil, dan berlari maraton, dpt dipakai kecil ini berpaut langsung ke kulit mereka seperti bantuan band lut, mengukur kimia unik setiap dan setiap peluh peluh - menyampaikan pengukuran penting yang boleh membuat atau memecah perlumbaan bertahan yang kuat.

Apabila ia datang kepada sensor yang boleh dipakai dalam sukan, kami secara tradisinya memikirkan metrik pemantauan seperti output kuasa atau kadar denyutan jantung yang boleh membantu seorang atlet menguruskan prestasi mereka. Tetapi bidang yang dapat dipakai berkembang, dan saintis mencari untuk mengukur berbagai faktor yang dapat mempengaruhi prestasi atlet. Sensor peluh adalah ahli kelas baru teknologi yang boleh dipakai.

Ia dibangunkan oleh John Rogers, Ph.D., seorang profesor kejuruteraan di Northwestern dan pengerusi lembaga pengarah di Epicore Biosystems - sebuah syarikat yang mengkhususkan diri dalam peranti kulit fleksibel yang memantau cecair. Dia memberitahu Songsang bahawa ujian awal peranti di Kejohanan Dunia Ironman berjaya dan mereka akan melihat untuk melancarkan versi komersial peranti dalam tahun ini. Nya Kemajuan Sains kertas, yang dikeluarkan hari Jumaat, memberikan beberapa butiran tentang bagaimana tampalan sebenarnya berfungsi.

"Kami berminat untuk melihat sama ada peranti itu akan berterusan, terus terang," kata Rogers mengenai percubaan peranti di Kejohanan Dunia Ironman. "Mereka berlari, mereka berenang, mereka sedang berbasikal. Peranti yang dilakukan dengan baik sepanjang masa, mereka mengumpul peluh dan melakukan pembacaan seperti yang kita harapkan. Atlet mendapati peranti menyediakan maklumat berharga - mereka tidak mengganggu dengan cara apa pun atau menjengkelkan dengan apa-apa cara."

Mengukur Rugi Peluh dan Kimia Peluh

Sensor peluh Rogers, yang sejauh ini tidak dinamakan, bukan sensor peluh pertama. Dia percaya, bagaimanapun, bahawa reka bentuk dan keteguhannya membezakannya. Kertas baru ini menunjukkan bahawa sensor benar-benar bebas elektronik dan berdasarkan reka bentuk patch pelekat fleksibel, yang melekat pada kulit seperti bantuan band.

"Kami mengumpul satu atau dua tetesan peluh secara keseluruhan," kata Rogers. "Peluh kerana ia muncul dari kulit dengan segera masuk ke saluran dan takungan sepenuhnya yang ditutup di mana kita boleh membaca kadar peluh, peluh keringat, dan kimia peluh."

Dari sana, yang boleh dipakai sebenarnya berfungsi seperti termometer, kata Rogers. Oleh kerana peluh mengisi saluran, sama ada bertukar menjadi merah atau biru. Jarak mengikut arah jam antara kedua-dua tanda merah atau biru menunjukkan berapa banyak peluh hilang - walaupun kedua-dua tanda, apabila diletakkan pada kulit manusia, agak pingsan:

Satu-satunya aspek kimia peluh peranti ini boleh mengukur, setidaknya seperti yang ada saat ini, adalah tahap elektrolit. Itu penting kerana dua sebab. Pertama, beberapa penulis karya ini diambil bekerja oleh Institut Sains Sukan Gatorade, jadi kehilangan elektrolit pasti di dalam rumah mereka. Namun, mengekalkan keseimbangan elektrolit - terutamanya natrium - boleh menjadi penting sepanjang tempoh ketahanan jangka panjang. Kebanyakan orang mempunyai natrium yang cukup dalam diet mereka untuk bermula, tetapi bagi para atlet yang menjalankan maraton dan ultramaraton, ada garis panduan untuk pengambilan natrium (terutamanya untuk "baju salap asin").

Ini dpt dipakai menggunakan gabungan bahan kimia yang bertindak balas dengan molekul yang hilang dalam peluh. Apabila kehilangan elektrolit tinggi, peluh yang terperangkap dalam patch akan berubah warna jika keadaan menjadi semakin buruk:

"Kami mempunyai reagen kimia yang berubah warna dari warna merah jambu menjadi merah gelap bergantung kepada paras elektrolit," kata Rogers. "Hanya dengan mata anda boleh melihat dan melihat 'Oh, tahap elektrolit peluh saya sangat tinggi, atau ia sederhana, atau rendah.' Anda boleh menggunakan maklumat itu tanpa sebarang elektronik sama sekali."

Ujian pada Atlet Sebenar

Kertas ini kebanyakannya berkaitan dengan peralatan yang dibina, tetapi ia mencatat bahawa patch berjaya menyaring peluh dari air masin dalam sesi berenang untuk atlit Ironman. Ia juga mematuhi kulit selama dua jam "operasi bawah air." Dia menyeru percubaan Ironman sebagai "kajian perintis" - walaupun dia menyatakan bahawa mereka telah mengujinya pada "kira-kira 250 atlet pada ketika ini," termasuk pemain tenis dan pemain bola keranjang

Oleh kerana itu, peranti tidak menghantar maklumat kepada, katakan, aplikasi mudah alih. Kini peranti ini akan digunakan sekali pakai - anda akan menggunakan yang baru untuk setiap perlumbaan atau sesi latihan. Beliau juga menyatakan bahawa akan ada pelancaran komersial dalam tahun itu dan dia bekerja dengan rakan kongsi industri yang "besar".

"Kami cukup mendalam menguji peranti ini, walaupun saya akan mengatakan acara Ironman di Kona adalah yang paling mencabar, memandangkan pelbagai keadaan semasa anda bergerak melalui perlumbaan," tambahnya. "Kami gembira melihat peranti berfungsi dengan baik."

> Abstrak: Noninvasive, pemantauan biokimia di situ terhadap status fisiologi, melalui penggunaan peluh, boleh membolehkan bentuk baru diagnostik penjagaan kesihatan dan strategi hidrasi peribadi. Kemajuan terkini dalam pengumpulan berpusing dan teknologi penderiaan menawarkan keupayaan yang berkuasa, tetapi mereka tidak berkesan untuk digunakan dalam keadaan ekstrem seperti persekitaran akuatik atau gersang, kerana cabaran unik dalam menghapuskan gangguan / pencemaran dari air sekitar, mengekalkan lekatan mantap dengan kehadiran likat seret kuasa dan / atau gerakan yang kuat, dan menghalang penyejatan peluh yang terkumpul. Makalah ini memperkenalkan bahan dan reka bentuk untuk sistem kalis air, epidermal, mikfluidik dan elektronik yang mematuhi kulit untuk membolehkan penangkapan, penyimpanan, dan analisis peluh, walaupun semasa berada di bawah air. Percubaan lapangan menunjukkan keupayaan alat-alat ini untuk mengumpul kepekatan kuantitatif dalam situ kepekatan klorida berpeluh tempatan, kehilangan peluh tempatan (dan kadar peluh), dan suhu kulit semasa aktiviti fizikal yang kuat dalam keadaan terkawal, tertutup dan kolam renang terbuka.