Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Monitorowanie parametrów życiowych przez futro i warstwy ubrania

Rekomendowane odpowiedzi

Badacze z Imperial College London opracowali czujnik, który pozwala monitorować parametry życiowe zwierząt i ludzi, odpowiednio, przez futro i ubranie. Zespół porównuje swój wynalazek do elastycznej głowicy stetoskopu.

Autorzy artykułu z pisma Advanced Functional Materials wyliczają, że za pomocą ich rozciągliwego kompozytowego przetwornika akustycznego można monitorować np. tętno czy częstość oddechu. Nie przeszkadza przy tym sierść i do 4 warstw ubrania.

Brytyjczycy uważają, że ich wynalazek przyda się nie tylko właścicielom zwierząt, ale i weterynarzom, którzy by monitorować stan zwierzęcia w czasie operacji, nie będą musieli golić jego futra. Ekipa wspomina też o usprawnieniu pracy psów tropiących, poszukujących bomb i zaginionych osób. W przypadku ludzi można by mierzyć parametry życiowe przez ubranie, bez kontaktu ze skórą.

Uważa się, że ubieralne rozwiązania odegrają ważną rolę w monitorowaniu zdrowia i wczesnym wykrywaniu chorób. Nasza rozciągliwa, elastyczna propozycja to całkowicie nowy typ czujnika do monitorowania zdrowia zwierząt i ludzi przez sierść lub ubranie - podkreśla dr Firat Guder.

W przypadku ludzi mamy sporo różnych urządzeń monitorujących, lecz dla psów, kotów i innych zwierząt nie ma obecnie zbyt wielu ubieralnych opcji. Brytyjczycy sugerują, że jednym z powodów jest to, że dzisiejsze rozwiązania nie spełniają swojej funkcji przez futro.

Rozwiązanie zaprezentowane przez zespół z Imperial College London jest wytwarzane kilkuetapowo. Najpierw do formy wlewa się ciekły, odgazowany silikon. Gdy częściowo zastygnie (trwa to ok. 2 godzin), usuwa się go z formy i wypełnia demineralizowaną wodą. Na wodę ponownie wylewa się ciekły silikon, który całkowicie ją enkapsuluje. Następnie przy brzegu montuje się mikrofon z potrzebną elektroniką i na to nakłada się jeszcze jedną warstwę silikonu. Końcowym etapem jest montaż uprzęży.

Czujnik [z kompozytowego materiału] działa jak elastyczny stetoskop, który wypełnia przerwy między sobą a podłożem, tak że nie występują bąble powietrza, które mogłyby tłumić dźwięk - wyjaśnia Yasin Cotur.

Dźwięk jest przetwarzany na sygnał cyfrowy, przekazywany do pobliskiego przenośnego komputera.

Na początku kompozytowy przetwornik przetestowano na symulowanych dźwiękach serca. Później eksperymenty (fonokardiografię) prowadzono na 5 ludzkich ochotnikach, którzy mieli na sobie do 4 warstw ubrania, i na psie - zdrowym labradorze - przyzwyczajonym do uprzęży. By dokładniej ocenić osiągi czujnika, podczas wykonywania fonokardiografii za jego pomocą elektryczną aktywność serca mierzono także za pomocą konwencjonalnej metody EKG (tutaj elektrody mocuje się do skóry). Oba zapisy dawały silnie skorelowane sygnały.

Naukowcy podkreślają, że czujniki mogą znaleźć zastosowanie u psów tropiących. Są one trenowane, by namierzać urządzenia wybuchowe czy ludzi. Gdy znajdą np. bombę, powiadamiają opiekuna (siadają i zaczynają szczekać). Ich tętno i częstość oddechu rosną w oczekiwaniu na nagrodę. Brytyjczycy tłumaczą, że zachowanie powiadamiające może być trudne do ilościowego zmierzenia. Jeśli jednak za pomocą nowego czujnika zmierzy się normalne wartości tętna i częstości oddechu danego psa, wiadomo będzie, jak bardzo w danym momencie parametry te od nich odbiegają. Na podstawie pomiaru poziomu ekscytacji psa wbudowany algorytm będzie mógł określić siłę reakcji psa na wykrywany zapach i ustalić, jak bardzo zwierzę jest pewne, że znalazło dobry obiekt.

Na razie urządzenie testowano tylko na psach i ludziach. Teraz badacze chcą przystosować je do innych zwierząt domowych, a także koni i trzody. Ekipa pracuje też nad zintegrowaniem czujnika ruchu, tak by dało się monitorować ruchy zwierzęcia w czasie rzeczywistym. Algorytm sztucznej inteligencji mógłby wskazywać, czy zwierzę stoi, siedzi czy leży, a także, w którą stronę jest zwrócone. Dane przekazywano by do aplikacji na smartfony. Dzięki temu właściciel wiedziałby, jak zwierzę się czuje i gdzie się w danym momencie znajduje.

 


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ćmy decydują o tym, gdzie złożyć jaja na podstawie... dźwięków wydawanych przez rośliny – donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie. Okazuje się zatem, że nie tylko rośliny modyfikują swoje zachowanie, odbierając dźwięki wydawane przez owady – o czym pisaliśmy niedawno – ale również zwierzęta reagują na dźwięki wydawane przez rośliny. I podejmują na tej podstawie jedne z najważniejszych decyzji w ich życiu.
      Izraelscy naukowcy z laboratoriów profesora Yossiego Yovela i profesor Lilach Hadany już przed dwoma laty odkryli, że zestresowane w wyniku niekorzystnych warunków środowiskowych rośliny emitują ultradźwięki. Wiele gatunków zwierząt jest w stanie je usłyszeć. Odkrycie to otworzyło nowe pole badawcze dotyczące akustycznej interakcji pomiędzy roślinami a zwierzętami.
      Profesor Yovel i jego zespół wysunęli hipotezę że skoro rośliny wydają dźwięki słyszalne przez zwierzęta, to być może zwierzęta reagują na te dźwięki i odpowiednio się zachowują. Naukowcy skupili się więc na samicach ciem składających jaja na roślinach. Założyli, że owady będą chciały składać jaja na zdrowych roślinach, by larwy po wykluciu się miały dostęp do jak najlepszego pożywienia. Postanowili więc sprawdzić, czy owady złożą jaja na roślinach, które wydają dźwięki świadczące o tym, iż brakuje im wody.
      W pierwszym eksperymencie, chcąc wyizolować element akustyczny od optycznego i zapachowego, naukowcy skonfrontowali ćmy z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się głośnik odtwarzający dźwięk odwodnionego krzaku pomidora, z drugiego pudełka nie wydobywały się żadne dźwięki. Ćmy wyraźnie wybierały pudełko z głośnikiem, interpretując je jako żywą roślinę. To wskazało, że zwierzęta odbierają dźwięki wydawane przez rośliny i reagują na nie. Gdy bowiem naukowcy zneutralizowali organy ciem odpowiadające za odbieranie dźwięków, zwierzęta zaczęły traktować oba pudełka jednakowo, co pokazało, że ich preferencje opierały się właśnie na dźwięku, a nie innych sygnałach.
      W drugim eksperymencie ćmy miały do czynienia z dwoma zdrowymi krzakami pomidorów. Przy jednym z nich ustawiono głośnik wydający dźwięki zestresowanej rośliny, drugi krzak nie wydawał dźwięków. Ćmy wybierały cichą roślinę. Najwyraźniej uznały ją za zdrową, a więc lepsze miejsce do złożenia jaj.
      Podczas trzeciego eksperymentu samice znowu miały do czynienia z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się samiec, który emituje ultradźwięki podobne do tych emitowanych przez rośliny. W tym przypadku samice nie wykazywały żadnych preferencji i składały jaja na obu pudełkach.
      Na podstawie tak przeprowadzonych badań naukowcy stwierdzili, że samice reagują na dźwięki wydawane przez rośliny i na tej podstawie decydują o miejscu złożenia jaj. Jesteśmy przekonani, że to dopiero początek. Interakcje akustyczne pomiędzy roślinami a zwierzętami są bez wątpienia znacznie bardziej bogate, stwierdzają badacze.
      Źródło: Female Moths Incorporate Plant Acoustic Emissions into Their Oviposition Decision-Making Process, https://elifesciences.org/reviewed-preprints/104700

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Na Politechnice Federalnej w Zurychu powstała technologia pozwalająca na rejestrowanie różnego typu biomarkerów w krwi menstruacyjnej bezpośrednio z podpaski. MenstruAI może więc stać się prostą nieinwazyjną metodą łatwego monitorowania stanu zdrowia. Zintegrowany w podpasce czujnik nie zawiera elementów elektronicznych. Wystarczy zrobić mu zdjęcie smartfonem, a zainstalowana aplikacja odczyta dostępne informacje i poinformuje o wynikach badania. Dotychczas krew menstruacyjna uznawana była za odpad. My pokazujemy, że jest ona wartościowym źródłem informacji, stwierdza główny autor badań, doktorant Lucas Dosnon.
      Twórcy MenstruAI jako punkt wyjścia wykorzystali trzy biomarkery: CPR – marker stanu zapalnego, CEA – marker nowotworowy oraz CA-125, którego poziom może być podwyższony przy endometriozie i raku jajnika. Pracują też nad dodaniem innych biomarkerów.
      Podpaska wykorzystuje papierowe testy paskowe. Gdy biomarker z krwi wchodzi w kontakt z przeciwciałem na pasku, pojawia się odpowiedni kolor. Jego intensywność wskazuje na poziom biomarkera. Obszar testowy znajduje się w niewielkiej elastycznej komorze silikonowej, którą można połączyć z komercyjnie dostępnymi podpaskami. Dzięki odpowiedniej architekturze komory trafia do niej kontrolowana ilość krwi, nie ma ryzyka, że odczyt zostanie zafałszowany. Odczytu można dokonać gołym okiem lub za pomocą specjalnej aplikacji. Aplikacja dokładniej wyłapie subtelne różnice w odcieniach koloru.
      Na razie MenstruAI został przetestowany na niewielkiej grupie ochotniczek. Twórcy nowatorskiego testu chcą go teraz sprawdzić na ponad 100 kolejnych kobietach. Będą badali, jak sprawdza się on podczas używania w warunkach domowych i porównywali odczyty uzyskane z podpasek z wynikami testów laboratoryjnych. Skupią się też na zbadaniu zmian krwi menstruacyjnej w cyklu oraz jej różnicach u różnych kobiet. Tę zmienność i różnorodność trzeba dokładnie przeanalizować i opisać, by nowa technologia została dopuszczona na rynek. Kolejnym elementem jest ocena biokompatybilności użytych materiałów. Wszystkie one są uznawane za bezpieczne, jednak musi to zostać sprawdzone.
      Źródło: A Wearable In-Pad Diagnostic for the Detection of Disease Biomarkers in Menstruation Blood

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Poleganie jedynie na wyrazie twarzy przy odczytywaniu czyichś emocji może być mylące. Ludzie często nie pokazują tego, co naprawdę czują, dlatego łączymy analizę ekspresji twarzy z innymi ważnymi sygnałami fizjologicznymi, dzięki czemu będziemy mogli lepiej monitorować zdrowie psychiczne pacjentów i udzielić im pomocy, mówi profesor Huanyu Cheng. Uczony stoi na czele grupy badawczej, która opracowała czujnik do pomiaru stanu psychicznego. Dane wysyłane są na serwer, gdzie może je analizować lekarz zajmujący się pacjentem.
      Urządzenie to ma pomóc ludziom cierpiącym na problemy psychiczne, którzy jednak albo nie są całkowicie szczerzy wobec lekarza, albo mają problem z rozpoznaniem własnych emocji. Mierzy ono temperaturę, wilgotność, tętno i poziom tlenu we krwi. To te elementy naszej fizjologii, które ulegają zmianie pod wpływem stresu. Ich ciągły pomiar pomoże też w przełamaniu barier kulturowych czy międzyludzkich. Nie wszyscy bowiem reagują tak samo na te same emocje, a różnice w reakcjach mają też podłoże kulturowe.
      Niewielkie elastyczne urządzenie zawiera kilka niezależnie działających czujników. Zostało skonstruowane tak, by pomiary z każdego z nich nie nakładały się na siebie. Następnie wytrenowali system sztucznej inteligencji w odpowiedniej analizie sygnałów. Po treningu system osiągnął dokładność sięgającą niemal 89%.
      Urządzenie może szczególnie przydać się w przypadku pacjentów, którzy nie mówią czy cierpią na schorzenia neurologiczne. Ponadto ciągły monitoring stanu psychicznego szczególnie narażonych osób może pozwolić na wczesne wykrycie psychologicznych czy behawioralnych oznak demencji lub przedawkowania opioidów.
      Ciągle jesteśmy na etapie badań i rozwoju, ale już teraz nasze urządzenie do duży krok naprzód w kierunku monitorowania i rozumienia ludzkich emocji, co może przyczynić się do rozwoju bardziej aktywnego i spersonalizowanego podejścia do opieki zdrowotnej osób cierpiących na zaburzenia psychiczne, wyjaśnia Cheng.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W najstarszej dzielnicy Stuttgartu, Bad Cannstatt, odkryto duży rzymski cmentarz dla koni. Zwierzęta należały do jednostki kawalerii, która stacjonowała tutaj w I połowie II wieku. Dzisiejsze Bad Cannstatt, założone w 90 roku, było wówczas jednym z najważniejszych fortów na terenie południowo-zachodnich Niemiec. Stacjonująca tam jednostka dysponowała prawdopodobnie około 700 końmi. Po śmierci zwierzęta były chowane z dala od fortu i osady.
      Po raz pierwszy końskie szkielety znaleziono w tym miejscu w latach 20. XX wieku podczas budowy bloków mieszkalnych. Już wówczas archeolodzy uznali, że mają do czynienia z rzymskim cmentarzem koni. W ubiegłym roku, w związku z budową nowych domów, rozpoczęto badania archeologiczne i przy Düsseldorfer Straße trafiono na kolejne szkielety. W sumie archeolodzy znaleźli ponad 100 pochowanych zwierząt. Datowanie kości metodą radiowęglową wykazały, że zwierzęta żyły w II wieku.
      Opierając się na tym, co wiemy o Bad Cannstatt z czasów rzymskich, konie należały do jednostki kawalerii, która stacjonowała tutaj w latach ok. 100 do ok. 150. W jej skład wchodziło około 500 żołnierzy, którzy prawdopodobnie dysponowali co najmniej 700 końmi, mówi Sarah Roth, archeolog z Krajowego Biura Ochrony Zabytków Badenii-Wirtembergii.
      Martwe konie grzebano około 400 metrów od fortu i 200 metrów od cywilnego osiedla. Zwierzęta chowano w indywidualnych mogiłach, które prawdopodobnie były w jakiś sposób oznaczone na powierzchni, gdyż pomimo ich dużego zagęszczenia, niewiele mogił się pokrywa. Nie wydaje się, by konie zmarły w tym samym czasie w wyniku epidemii czy walk. Raczej umierały z powodu choroby, zranienia lub z innych przyczyn przez cały czas stacjonowania tutaj jednostki. Być może, jeśli koń nie mógł być już wykorzystywany jako koń wojskowy, przyprowadzano go na cmentarz i tutaj zabijano, by uniknąć transportowania ciężkiego ciała, mówi Roth.
      Prawdopodobnie większość zwierząt po prostu zakopano, by pozbyć się zwłok i nie traktowano ich w sposób szczególny. W przypadku kilku koni widać jednak różnice. Przy nodze jednego z nich umieszczono dwa dzbany i lampkę oliwną, dobra grobowe typowe dla ludzkich pochówków. Widzimy tutaj, że konia i właściciela łączyła szczególna więź. Nawet teraz, 1800 lat później, widać żałobę przeżywaną po śmierci zwierzęcia, stwierdza Roth.
      Wśród szkieletów koni znaleziono też pochówek jakiegoś mężczyzny. Nie był on tak staranny, jak pochówek konia z dobrami grobowymi. Prawdopodobnie mężczyzna był outsiderem i pogrzebano go byle jak.
      Znalezienie tak dużej liczby szkieletów wojskowych koni to rzadka okazja do lepszego poznania życia tych zwierząt w rzymskiej armii. Naukowcy chcą poznać płeć, wiek w chwili śmierci, rozmiary, przyczyny śmierci czy choroby tych zwierząt. Badania mogą też dać odpowiedź na pytania o ich dietę, pochodzenie pierwszego pokolenia koni z Bad Cannstatt oraz czy kolejne pokolenia hodowano na miejscu czy skądś sprowadzano.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Na Northwestern University powstało pierwsze ubieralne urządzenie, które bada gazy emitowane i absorbowane przez skórę. Analiza tych gazów to zupełnie nowy sposób na badanie zdrowia skóry, w tym monitorowania ran, wykrywania infekcji, badanie poziomu nawodnienia czy ekspozycji na szkodliwe wpływy środowiskowe. W skład urządzenia wchodzą czujniki temperatury, pary wodnej, dwutlenku węgla i lotnych związków organicznych.
      Gazy ze skóry przepływają do niewielkiej komory, która znajduje się nad skórą, nie dotykając jej. Dzięki takiej architekturze zyskujemy pewność, że w miejscu, z którego pochodzą gazy, skóra nie została zaburzona przez kontakt z samym urządzeniem.
      Urządzenie to naturalne rozwinięcie naszego laboratoryjnego urządzenia, które zbierało i analizowało pot. Tamto urządzenie badało pot w celu określenia stanu zdrowia. Urządzenie to, mimo że użyteczne, wymagało farmakologicznego stymulowania gruczołów potowych lub wystawienia skóry na gorące, wilgotne środowisko. Zaczęliśmy więc zastanawiać się, co jeszcze możemy przechwycić ze skóry, a co występuje tam naturalnie i cały czas. Stwierdziliśmy, że warunki te spełniają substancje wydobywające się z powierzchni – para wodna, dwutlenek węgla i lotne substancje organiczne – które można łączyć ze zdrowiem, stwierdza współautor badań John A. Rogers.
      Nasza technologia może zmienić sposób opieki zdrowotnej, szczególnie u noworodków, osób starszych, pacjentów z cukrzycą i innych z uszkodzoną skórą. Piękno naszego urządzenia polega na tym, że znaleźliśmy całkowicie nowy sposób oceny delikatnej skóry na której występują rany, wrzody czy otarcia. Urządzenie to jest pierwszym ważnym krokiem w kierunku pomiarów wymiany gazów i skorelowania wyników tych pomiarów ze zmianami w stanie skóry, dodaje Gullermo A. Ameer.
      Śledząc zmiany w wymianie gazów i pary wodnej przez skórę, można zyskać wgląd w stan skóry i jego zmiany. Złotym standardem badania integralności skóry jest wielki instrument z próbnikiem, który co jakiś czas dotyka skóry w celu zebrania informacji o utracie wody przez skórę. Wielką zaletą jest posiadanie urządzenia, które zdalnie i ciągle – lub w sposób zaprogramowany – bez zaburzania snu pacjenta, jest w stanie mierzyć utratę wody przez skórę, mówi Amy S. Paller.
      Wspomniane urządzenie ma 2 centymetry długości i 1,5 centymetra szerokości. Składa się z komory, czujników, układów elektronicznych i niewielkiej baterii. Komora, w której zbierają się gazy, znajduje się kilka milimetrów nad skórą. Tradycyjne urządzenia opierają się na fizycznym kontakcie ze skórą, ograniczając użycie w niektórych sytuacjach, takich jak uszkodzenia skóry. Nasze urządzenie radzi sobie z tym ograniczeniem, stwierdza Rogers.
      Urządzenie wyposażone zostało wyposażone w moduł Bluetooth, za pośrednictwem którego dane są wysyłane do użytkownika, który może na bieżąco się z nimi zapoznawać czy pokazać je lekarzowi.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...