近日,沙特阿拉伯一所大學(xué)研發(fā)出了一款新型“紙質(zhì)手表”。這款手表和 Apple Watch 及 Samsung Gear 一樣,都有健康監(jiān)測功能,但價格卻低得多。這款價格低廉的手表結(jié)合了柔性感應(yīng)器以及硅芯片元件,最大的特點在于,它的柔性感應(yīng)器是用普通的家居用品制成,比如鋁箔或海綿。這種使用普通材料并采用模組化設(shè)計,大大降低了這款健康追蹤器的成本,讓更多人都能負(fù)擔(dān)得起。
這款手表其實更像一條手環(huán),因為它目前還無法察看時間。不過它的發(fā)明者──阿卜杜拉國王科技大學(xué)(King Abdullah University of Science and Technology,以下簡稱 KAUST)的研究人員,為這款健康追蹤器加入了一系列令人印象深刻的特徴:它能夠測量體溫、汗水、心率及血壓。尤其值得稱贊的是,它的柔性感應(yīng)器元件可以隨時更換。
KAUST 的電氣工程師 Muhammad Mustafa Hussain 說:“未來,你可以走進一家藥房,購買所需要的感應(yīng)器,然后像更換電池那樣輕松地插進手表里。這將會給創(chuàng)新者和消費者帶來很大的彈性。”
對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)來說,開發(fā)一款人人都可負(fù)擔(dān)的可穿戴設(shè)備,并透過這個設(shè)備即時監(jiān)控人體的健康信息,以此來偵測可預(yù)測健康或疾病的型態(tài),將大有裨益。但大多數(shù)便宜的健康追蹤器主要功能就只有計步及睡眠監(jiān)測。往往只有超過 50 美元的可穿戴設(shè)備才具備測量體溫、汗水及心率的功能。
相比之下,這款手表原型目前成本僅 25 美元,與小米手環(huán) 2 的售價相當(dāng)。KAUST 的研究人員 Hussain 希望在未來 5 年里,能夠每年減少制造成本 5 美元,直到所有人都能負(fù)擔(dān)。
這款手表是建立在 Hussain 和他的同事之前的工作“紙質(zhì)皮膚”(paper skin)上的,而所謂的紙質(zhì)皮膚,就是利用簡單的家居材料建立 3D 堆疊結(jié)構(gòu)的環(huán)境感應(yīng)器。
在他們最新的工作中,KAUST 的工程師舍棄了原來的 3D 堆疊結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)而采用單層結(jié)構(gòu)。其中溫度和濕度感應(yīng)器是銀色的鋼筆在便利貼上畫出來的,壓力感應(yīng)器則是用鋁箔、雙面膠和聚丙烯微纖維擦拭布制成的。
這些感應(yīng)器位于最底層,上面覆寫的是可用來讀取資料的電路,第三層(中間層)是一層薄薄的矽基微處理器芯片,第四層是電池電路以及電源管理電路。最上面的第五層則包含了 RFID 標(biāo)簽,而這個 RFID 標(biāo)簽是用銀色的鋼筆在便利貼上畫出來,然后附上一塊柔性的無線電頻率芯片。這五層結(jié)構(gòu)都裝在 3D 打印的外殼里。
雖然這些感應(yīng)器的材料普通,做法粗糙,但是卻透過包括 300 次彎曲和伸展的基礎(chǔ)壓力測試。在一名志愿者身上測試的結(jié)果看來,手表原型能達到的測量精度與 Apple Watch、Samsung Gear 大致相當(dāng),偏差大概在正負(fù) 5% 以內(nèi)。
不過,研究人員表示未來將會繼續(xù)提高感應(yīng)器精度,畢竟,就測量血壓而言, 5% 的偏差已經(jīng)很嚇人了。
目前,這款手表的原型正在使用中國科學(xué)院開發(fā)的軟件進行測試,未來將能夠搭配智能手機使用。Hussain 和他的同事希望今年能成立一家致力為老年人提供健康監(jiān)測服務(wù)的公司,而且,他們還計劃為這塊“手表”增加時鐘功能。