Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Monitorowanie parametrów życiowych przez futro i warstwy ubrania

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Studenci i pracownicy Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr) zaangażowali się w pomoc dla zwierząt uchodźców na Dworcu Głównym. Studenci prowadzą punkt żywieniowy i pomagają lekarzom pracującym w tutejszym Punkcie Pomocy Weterynaryjnej. Dodatkowo kliniki Wydziału Medycyny Weterynaryjnej leczą psy i koty z Ukrainy. Leczą tylko za cenę lekarstw [i ewentualnego materiału do wykonywania zabiegów], często ratując im życie.
      Punkt Pomocy Weterynaryjnej
      W komunikacie prasowym uczelni podkreślono, że osoby, które zabrały ze sobą koty, psy czy fretki, mogą się zgłaszać do Punktu Pomocy Weterynaryjnej, by uzyskać tam pozwolenie na legalny pobyt zwierząt zarówno w Polsce, jak i w innych krajach Unii Europejskiej. Specjaliści udzielają też pierwszej pomocy po trudach podróży.
      UPWr ma spory udział w tworzeniu tego miejsca (koordynatorką ze strony uczelni jest dr Julia Miller). Studenci i lekarze weterynarii współpracują tu z wolontariuszami.
      Miejsce, gdzie można w spokoju zjeść
      Właścicielom czworonogów rozdajemy [...] smycze, szelki i transportery, bo nie wszyscy je mają – wyjaśnia dr Miller. W drugim punkcie, który od działa od kilkunastu dni, psy i koty mogą się w spokoju najeść oraz napić; na właścicieli czeka tu karma dla ich pupili. Potrzeby wciąż są ogromne, dlatego prosimy o wsparcie: karmę, smycze i transportery.
      Pomoc na klinikach
      Prof. Wojciech Niżański z Katedry Rozrodu z Kliniką Zwierząt Gospodarskich dodaje, że na klinikach przyjmowane są przede wszystkim zwierzęta z Punktu na Dworcu, ale nie tylko. Przyjmujemy przypadki nagłe lub takie, którymi nie można się zająć na dworcu, np. z zaburzeniami ze strony układu moczowego czy pokarmowego. Ponadto pobieramy materiał do badań serologicznych w kierunku wścieklizny.
      Zwierzęta, które trafiają do Ambulatorium Psów i Kotów Kliniki Chirurgii, często dużo przeszły. Przetransportowanie psa lub kota w takich warunkach jest bardzo trudne dla właścicieli, ale te zwierzęta są dla tych ludzi ogromnym wsparciem w [...] trudnej wędrówce - mówi dr Joanna Tunikowska i opowiada historię 16-letniej suczki Kory, która spędziła w drodze 2 dni i była tak odwodniona i zmęczona, że nie mogła stać. Okazało się, że nie był to jej jedyny problem - w czasie badania USG zdiagnozowaliśmy ogromnego guza wątroby. Właścicielka obiecała sobie, że cała rodzina dotrze z ogarniętej wojną Ukrainy do celu - rodziny w Czechach - i na szczęście udało nam się im w tym pomóc. We współpracy z lekarzami z Kliniki Chorób Wewnętrznych podleczyliśmy Korę na tyle, by mogła bezpiecznie udać się w dalszą podróż.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opracowany w Belgii nowy materiał do produkcji ubrań może nas ogrzewać lub chłodzić, wszystko zależy od tego, którą stroną go włożymy. Symulacje przeprowadzone przez Muluneha Abebe i jego kolegów z belgijskiego Uniwersytetu w Mons wykazały, że ubrania z tego materiału zapewniają komfort termiczny w temperaturach różniących się nawet o 13 stopni.
      Gdy znajdujemy się na zewnątrz około połowy ciepła tracimy przez zjawiska przewodnictwa i konwekcji. Ogrzewać możemy się nakładając kolejne warstwy ubrań. Jednak drugą część ciepła tracimy przez promieniowanie podczerwone, zarówno ze skóry jak i powierzchni okrywających nas ubrań. W tym wypadku możemy bronić się przed utratą ciepła blokując promieniowanie podczerwone, lub też chłodzić się – zwiększając je.
      Już podczas wcześniejszych badań belgijscy naukowcy wykazali, że niektóre materiały mogą efektywnie absorbować promieniowanie podczerwone z powierzchni naszej skóry, a następnie efektywnie je uwalnia do otoczenia. W ten sposób ułatwiają nam chłodzenie się.
      Dotychczas jednak tego typu materiały zawierały nieprzepuszczalne membrany, które więziły powietrze i wilgoć, więc ich noszenie byłoby niekomfortowe. Abebe i jego zespół zaprezentowali teoretyczny model materiału o grubości 20 mikrometrów, który składa się z dwóch różnych warstw. Jednej wytworzonej z włókien dielektrycznych, drugiej z włókien metalicznych. Włókna dielektryczne emitują duże ilości promieniowania podczerwonego, zaś włókna metaliczne charakteryzuje niska emisja.
      Po stworzeniu takiego modelu naukowcy obliczyli jego właściwości transmisji promieniowania podczerwonego, jego odbijania i absorpcji. Z obliczeń wynika, że jeśli materiał dotykałby skóry, zapobiegałby ucieczce ciepła i odczuwalibyśmy komfortowe ciepło w temperaturze nawet 11 stopni Celsjusza. Z kolei po odwróceniu na drugą stronę efektywnie by nas chłodził w temperaturze dochodzącej do 24 stopni Celsjusza.
      Nowy materiał byłby elastyczny i wygodny w używaniu, a przestrzenie między włóknami umożliwiałyby ucieczkę wilgoci. Abebe przyznaje, że ze względu na wysokie koszty wytworzenia takiego materiału, na pewno nie pojawi się on na rynku w najbliższym czasie. Jednak uczeni mają nadzieję, że ich badania zainspirują kolejne grupy naukowe i w końcu pojawią się wygodne tanie ubrania o właściwościach chłodzących i ogrzewających.
      Materiał został opisany na łamach Physical Review Applied.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Europejscy odkrywcy po raz pierwszy ujrzeli Falklandy w XVII wieku. I dotychczas sądzono, że to Europejczycy byli pierwszymi ludźmi, którzy dotarli na te wyspy. Jednak badania prowadzone pod kierunkiem naukowców z University of Maine sugerują, że ludzie bywali na wyspach na setki lat przed pojawieniem się tam mieszkańców Europy.
      Kit Hamley i jej zespół zbadali zwierzęce kości, węgiel drzewny i inne dowody świadczące – ich zdaniem – o obecności ludzi na długo przed XVII wiekiem. Jednym z najmocniejszych dowodów mają być dane pozyskane z węgla drzewnego. Z torfowiska na New Island, znajdującej się w południowo-zachodniej części archipelagu, pobrano rdzeń, którego najstarsze części liczyły sobie 8000 lat. Analiza wykazała, że około 150 roku n.e. doszło na wyspie do zwiększonej obecności ognia. Później widoczna jest długa przerwa i ponownie aktywność taką widać ok. 1410 roku. Ponownie nastąpiła przerwa, a więcej ognia pojawiło się na wyspie około 1770 roku, czyli około roku początków europejskiego osadnictwa.
      Naukowcy zbadali też kości uchatek i pingwinów. Zebrano je w miejscu, w którym jeden z mieszkańców znalazł kamienny grot przypominający technologię, jaką mieszkańcy Ameryki Południowej posługiwali się przez ostatnich 1000 lat. Kości były usypane w kopce. Hamley uważa, że lokalizacja kopczyków, ich wielkość oraz rodzaj znajdujących się tam kości wskazują, że prawdopodobnie stworzyli je ludzie.
      Naukowcy uważają, że mieszkańcy Ameryki Południowej przybywali na Falklandy w latach 1275–1410. Nie można też wykluczyć dat wcześniejszych. Zdaniem badaczy ludzie przybywali tutaj na krótko. Pozostawili więc po sobie niewiele śladów. Jednak wystarczająco dużo, by warto było je badać.
      Odkrycia te poszerzają naszą wiedzę o przemieszczaniu się i aktywności rdzennych mieszkańców po nieprzyjaznych wodach południowego Atlantyku. Od dawna spekulowano, że to rdzenni mieszkańcy Ameryki Południowej mogli jako pierwsi dotrzeć do Falklandów, mówi Hamley.
      Badania nad potencjalnym osadnictwem na Falklandach rozpoczęły się od zainteresowania Hamley wilczakiem falklandzkim. Był to jedyny psowaty mieszkaniec Falkladów. Europejczycy wytępili ten gatunek w drugiej połowie XIX wieku. Stał się on tym samym pierwszym psowatym, który wyginął w czasach historycznych. Hamley interesowała się historią tego gatunku i podczas swoich badań znalazła ząb wilczaka, a badanie radiowęglowe wskazało, że pochodzi on sprzed około 5500 lat. Tym samym to najstarsza znana nam pozostałość po wilczaku. Zdaniem uczonej, gatunek ten został udomowiony w Ameryce Południowej i stamtąd, podczas jednej z wypraw, został przywieziony przez ludzi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dr Katarzyna Kornicka-Garbowska z Uniwersytetu Przyrodniczego (UPWr) we Wrocławiu konstruuje urządzenie do przygotowywania osocza bogatopłytkowego (ang. Platelet Rich Plasma, PRP) dla zwierząt. Projekt "RegMag+ inteligentny system do wytwarzania serum regenerującego dla weterynarii i biotechnologii" zakwalifikował się do finansowania w ramach programu LIDER XII; na ten cel przyznano prawie 1,5 mln zł.
      Niewielu lekarzy weterynarii korzysta z PRP
      Projekt [...] jest efektem mojej współpracy ze środowiskiem weterynaryjnym i wychodzi naprzeciw jego oczekiwaniom. W trakcie rozmów z lekarzami weterynarii, ku mojemu zaskoczeniu, okazało się, że niewielu z nich korzysta ze swoistego leku biologicznego, jakim jest osocze bogatopłytkowe.
      PRP to preparat pozyskiwany z krwi autologicznej (czyli własnej krwi pacjenta), w którym stężenie płytek jest większe niż w osoczu naturalnym. U ludzi PRP znalazło zastosowanie w leczeniu ran przewlekłych i owrzodzeń, chirurgii ortopedycznej i ginekologicznej, medycynie sportowej czy medycynie estetycznej (w leczeniu łysienia i zabiegach odnowy skóry twarzy).
      Uzupełnienie luki w rynku
      Wg dr Kornickiej-Garbowskiej, PRP należy stosować również w weterynarii. Tyle że na rynku liczba zestawów przeznaczonych do przygotowania PRP dla zwierząt jest znacznie ograniczona. Co więcej, wymagają one szeregu prac laboratoryjnych, co często odstrasza potencjalnych użytkowników [...]. Dodatkowo przygotowanie zajmuje dużo czasu. Dostępne na rynku urządzenia zautomatyzowane, które same przeprowadzają proces przygotowania preparatu, są rozwiązaniem kosztownym i obecnie przeznaczonym tylko dla ludzi. Stworzony na UPWr produkt ma więc uzupełnić lukę w rynku; RegMag+ w sposób zautomatyzowany przeprowadzi lekarza weterynarii przez całą procedurę przygotowania PRP.
      Prosty w obsłudze, intuicyjny, a jednocześnie nowoczesny, bo kontrolowany z poziomu aplikacji w telefonie, sprawi, że terapia medycyny regeneracyjnej będzie dostępna "od ręki" w każdym gabinecie weterynaryjnym, ustanawiając nowe standardy w leczeniu. Lekarze uzyskają dostęp do kompleksowego systemu umożliwiającego uzyskanie preparatu, eliminując potrzebę zakupu każdego z elementów osobno (m.in. cieplarki i wirówki), jak ma to miejsce obecnie. Nasz produkt, jako pierwszy na świecie, będzie charakteryzował się spersonalizowanym pod [...] gatunek zwierzęcia i ukierunkowanym działaniem: innym dla trudno gojących się ran, innym do zastosowań ortopedycznych i stomatologicznych - podkreśla dr Kornicka-Garbowska.
      Dostępne dziś na rynku systemy bazują jedynie na probówkach do poboru krwi, pozostawiając zakup odpowiedniego urządzenia wirującego i jego prawidłowe zaprogramowanie użytkownikowi, co często rodzi problemy natury technicznej, np. niedopasowanie wirówki do probówek. Nasz produkt to kompleksowy system o zaprogramowanych parametrach, ułatwiający procedurę przygotowania preparatu - dodaje.
      Rosnące zapotrzebowanie
      Specjalistka jest przekonana, że zapotrzebowanie na RegMag+ będzie duże i będzie rosnąć, bo rośnie liczba zwierząt towarzyszących w gospodarstwach domowych. Równolegle obserwuje się też wzrost zainteresowania terapiami medycyny regeneracyjnej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni ze Stanford Medicine odkryli gen, który jest odpowiedzialny za większość mechanizmu powodującego pojawianie się pasków, plamek czy łatek zdobiących futro zarówno lamparta jak i domowego Mruczka. Wzorce kolorów to jedna z nierozwiązalnych zagadek biologii. Nie mamy modelowego obiektu do ich badania. U myszy paski czy łaty nie występują, mówi emerytowany profesor genetyki Gregory Barsh.
      Naukowcy, obserwując zróżnicowanie kolorów i wzorów, jakie widzimy u tygrysów, zebr czy gepardów, zadali sobie pytanie o mechanizm genetyczny leżący u ich podstaw. I częściowo udało się na to pytanie odpowiedzieć.
      Barsh i jego zespół zidentyfikowali gen DKK4, który reguluje wczesne etapy rozwoju wzorców kolorystycznych widocznych na futrach domowych. Naukowcy przypuszczają, że ten sam gen jest odpowiedzialny za ubarwienie wszystkich gatunków kotów, a może też i innych ssaków.
      Już wcześniej ten sam zespół zidentyfikował gen odpowiedzialny za zmienność kolorów u kotów pręgowanych. Okazało się, że to ten sam gen, który odpowiada za różnicę wyglądu pomiędzy gepardami a gepardami królewskimi, które mają grubszy, bardziej widoczny wzór na futrze.
      Z badań nad kotami domowymi wiedzieliśmy, że istnieją jeszcze inne geny odpowiedzialne za tworzenie się wzorców, nie wiedzieliśmy tylko, które to, mówi Barsh. Na trop odpowiedzi trafili w kocich tkankach płodowych. Kluczem okazało się pogrubienie skóry kociego płodu w niektórych regionach. Pogrubienie to tworzyło wzorzec, który odpowiadał późniejszemu wyglądowi futra dorosłego kota. W grubszych regionach skóry futro będzie w przyszłości ciemniejsze, w regionach cieńszych – jaśniejsze. Nazwaliśmy ten etap „ustanowieniem wzorca”, dochodzi do niego na długo przed pojawieniem się kolorów na futrze i na długo zanim mieszki włosowe dojrzeją, mówi Barsh.
      Etap „ustanowienia” wskazał naukowcom, które komórki są zaangażowane w tworzenie wzorca na futrze oraz czas, kiedy jest on ustalany. To zaś pozwoliło im na zbadanie genomu komórek zaangażowanych w powstawanie wzorca. Okazało się, że w pogrubionej skórze szczególnie aktywny jest gen DKK4, a w skórze cieńszej jego aktywność pozostaje na normalnym poziomie.
      Żeby jednak dokładniej określić związek pomiędzy DKK4 a wczesnym tworzeniem się wzorca kociej sierści, naukowcy przyjrzeli się kotom abisyńskim. Gatunek ten nie posiada charakterystycznych dla innych kotów pasków czy łatek. Ich futro wybarwione jest różnymi, jakby rozcieńczonymi barwami, z niewielkimi ciemniejszymi obszarami, które wyglądają tak, jakby ktoś za pomocą ołówka lekko przyciemnił wierzch futra.
      Gdy naukowcy zbadali gen DKK4 Abisyńczyków okazało się, że gen ten posiada mutację, w wyniku której gatunkowi temu brak jest wzorów charakteyrystyczych dla innych kotów. Ta mutacja najwyraźniej znacznie upośledza zdolność DKK4 do wytworzenia wzorców. Gdy zaś gen zostanie usunięty, wspomniane ciemniejsze obszary u kotów abisyńskich nie znikają, ale stają się mniejsze i są gęściej upakowane.
      Oczywiście każdy z nas przypomni sobie, że widział całkiem białego lub całkiem czarnego kota. Jednak, wbrew pozorom, koty te również posiadają wzorce. Kolor futra decyduje się w dwóch procesach. Jest to proces ustalania się wzorca wybarwienia oraz proces produkcji pigmentu przez mieszki włosowe. U kotów czarnych wzorca nie widać, gdyż mieszki włosowe produkują wszędzie czarny pigmentu. U kotów białych nie widać go, gdyż włosom brakuje pigmentu.
      Naukowcy nie wiedzą dokładnie, w jaki sposób DKK4 wpływa na tworzenie się wzorca. Wiedzą jednak, że DKK4 wchodzi w interakcje z proteinami z klasy WNT. I to współpraca DKK4 oraz WNT decyduje o wzorcu wybarwienia kociego futra. Dzieje się to już w chwili, gdy embrion ma zaledwie 2-3 milimetry długości. Na całe tygodnie zanim w futrze rozpocznie się produkcja pigmentu. To działanie DKK4 decyduje, gdzie futro będzie ciemniejsze. Zagadką pozostaje, w jaki sposób te obszary skóry „zapamiętują”, że wytworzone tam mieszki włosowe mają wyprodukować ciemniejszy pigment. To nierozwiązana przez nas kwestia. Nie potrafimy połączyć procesu „ustanawiania wzorca” z późniejszym procesem jego tworzenia się. Wciąż próbujemy to określić, przyznaje Barsh.
      Uczony zauważa, że DKK4 to nie wszystko. Zaangażowane są też inne geny, które decydują – na przykład – dlaczego niektóre koty mają paski, a inne plamki, mówi uczony i zapowiada, że i na te pytania będzie szukał odpowiedzi.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...