24.11.2020

Исследователи MIT создают умные подгузники, которые чувствуют влажность

Новые «умные» подгузники могут уведомить воспитателя, что пришло время для перемен. В отличие от других технологий подгузников, он является доступным и одноразовым. Это поможет отслеживать и выявлять конкретные проблемы со здоровьем, такие как признаки недержания мочи или запора.

Появление Интернета вещей и миниатюризация сенсорной аппаратуры ускорили развитие носимых медицинских приборов. По оценкам, к 2025 году экономический эффект от использования этих приборов составит 200 млрд. долл.

Теперь исследователи из MIT придумали «умный» подгузник, встроенный с датчиком влажности, который может уведомить воспитателя, что пришло время для перемен. В отличие от других технологий подгузников, он является доступным и одноразовым. Датчик, прикрепленный в подгузнике, стоит менее 2 центов для производства.

Эта технология поможет отслеживать и выявлять конкретные проблемы со здоровьем, такие как признаки недержания мочи или запора. Это может быть особенно полезно для нянек, ухаживающих за несколькими детьми одновременно, а также для медсестер, работающих в неонатальных отделениях.

Умные подгузники также могут быть использованы для пожилых людей и пациентов, которые ограничены в постели или не могут заботиться о себе. Это может предотвратить сыпь, инфекции мочевыводящих путей и другие бактериальные инфекции.

Как это работает?

Датчик в интеллектуальном подгузнике содержит пассивную метку RFID (радиочастотная идентификация) для обнаружения и передачи информации о влажности на находящийся поблизости считыватель, который затем может послать уведомление на компьютер или смартфон.

Как правило, подгузники изготавливают из слоя Сверхпоглощающего полимера (SAP, подкласс гидрогеля) так, чтобы они могли легко впитывать влагу. Исследователи поместили датчик прямо под этим слоем.

Влажный подгузник изменяет свойства SAP: он становится немного проводящим, вызывая срабатывание RFID-метки. После срабатывания метка передает радиосигнал на считыватель RFIF.

Обычная RFID-метка содержит два компонента:

  • Антенна, которая обратно рассеивает радиосигналы.
  • Микросхема для хранения информации о теге, например, уникальный идентификационный номер.
  • Для работы не требуются батарейки. Считывающее устройство RFID излучает радиоволны, которые достаточно сильны для питания RFID-метки. Когда метка обнаруживает радиосигналы, ее антенна включает чип, который затем изменяет радиосигнал (кодирует информацию в радиоволнах) и передает ее обратно в считывающее устройство.

    Вот как можно обнаружить и проследить отдельные смарт-подгузники со встроенными RFID-метками.

    Преимущества

    Некоторые существующие подгузники поставляются с индикаторами влажности; они включают в себя полоски, которые меняют цвет при намокании. Однако, они не так удобны, как вы думаете. Чтобы иметь возможность увидеть фактический подгузник, необходимо снять несколько слоев одежды.

    Несколько производителей сосредоточились на датчиках влажности с поддержкой Bluetooth, которые можно прикрепить к наружной поверхности подгузника вместе с батареями. Хотя вы сможете отсоединить и почистить датчик и повторно использовать его в другом подгузнике, такие датчики будут довольно дорогими. Исследователи оценивают, что каждый датчик будет стоить вам $40.

    Новые умные подгузники, с другой стороны, являются недорогими и одноразовыми. Так же, как и метки со штрих-кодом, они могут быть напечатаны в рулонах отдельных наклеек.

    В нынешних версиях RFID-метка может передавать радиосигнал на RFID-считыватель, расположенный на расстоянии 1 метра. Однако радиус действия может быть увеличен за счет включения в датчик крошечного количества меди.

    Команда продолжит изучение диагностических возможностей интеллектуальных подгузников, таких как отслеживание изменений pH SAP в присутствии мочи или измерение уровня глюкозы для мониторинга диабета. В целом, полученные результаты могут обеспечить широкий спектр возможностей измерения на метках RFID с использованием гидрогелей.