將嵌入式生命體征監(jiān)測傳感器編織到衣服上
時間：2020-05-18 來源：原創(chuàng)
嵌入式開發(fā)工程師已經(jīng)開發(fā)出一種將傳感器嵌入彈性服裝面料中的技術，從而為您一整天監(jiān)測生命體征（例如溫度，呼吸和心率）鋪平了道路。此外，這些合身且?guī)в袀鞲衅鞯姆b可以機洗。
嵌入式開發(fā)工程師說，這些衣服可以用來遠程追蹤病人的健康狀況，從在家或醫(yī)院生病的人到監(jiān)測運動員的身體活動的人都可以。它也可用于遠程醫(yī)療，這在COVID-19大流行期間尤其適用于越來越多地與患者遠程聯(lián)系的醫(yī)生。
麻省理工學院媒體藝術與科學系LG電子職業(yè)發(fā)展助理教授Canan Dagdeviren說：“我們可以在每天穿著的紡織品中嵌入任何可買到的電子零件或定制的實驗室制造的電子產(chǎn)品，從而打造出舒適的服裝。”一份聲明。“這些都是可定制的，因此我們可以為需要從身體獲得一些身體數(shù)據(jù)（例如溫度，呼吸頻率等）的任何人制作服裝。”
服裝通過壓縮工作，傳感器接觸皮膚。傳感器可從彈性材料中移除，并且可以使用嵌入傳感器中的衣物清洗衣物。
根據(jù)發(fā)表在科學雜志《自然》上的嵌入式開發(fā)工程師的論文，可以使用標準的高通量紡織品制造和服裝構(gòu)圖技術，以各種形式，尺寸和功能定制該紡織品平臺。類似于壓縮襯衫，嵌入式開發(fā)工程師稱其為可伸縮的電子紡織品合身服（E-TeCS），可使電子設備與皮膚之間的接觸壓力約為25 mmHg。嵌入式開發(fā)工程師說，這可以提高身體舒適度并提高皮膚上傳感器讀數(shù)的精度。
西裝（服裝）是根據(jù)定制的面料量身定制的，可以與各種傳感器和互連件集成為柔性，可拉伸的電子條。紡織品平臺由用于編織這些電子條的通道或口袋組成。
嵌入式開發(fā)工程師說，傳感器IC和互連是使用兩層工業(yè)柔性印刷電路板（PCB）工藝開發(fā)的，并采用了額外的步驟進行芯片和無源組件的組裝以及用熱塑性聚氨酯（TPU）（TE-11C，Dupont）封裝和可清洗的密封劑（PE773，杜邦）。
借助機械聲慣性感應，E-TeCS可以以0.1°C的精度和0.01°C的精度檢測皮膚溫度，以0.0012 m / s 2的精度檢測心律和呼吸。
嵌入式開發(fā)工程師還發(fā)現(xiàn)，在1,000次拉伸循環(huán)中，編織的紡織電子產(chǎn)品可以拉伸多達30％，而機械和電氣性能不會明顯下降。
嵌入式開發(fā)工程師說，服裝為電子設備的集成提供了理想的平臺，以監(jiān)控通過皮膚的生理過程。因此，集成到紡織品中的電子設備可以提供多種優(yōu)勢，例如增強的移動性和用戶的舒適度。
嵌入式開發(fā)工程師指出，已經(jīng)做出了各種努力將電子產(chǎn)品集成到紡織品中。但是，它們中的許多不能用于大面積傳感，并且不允許“用于電子西裝的皮膚接觸傳感的可拉伸性”，并且大多數(shù)僅在特定的接觸位置測量單個參數(shù)。
麻省理工學院的嵌入式開發(fā)工程師已經(jīng)開發(fā)出一種技術，該技術將薄的，可定制的和合格的電子設備（包括互連線和現(xiàn)成的IC）與可以使用高通量制造方法編織到針織紡織品中的塑料基板相結(jié)合。就像緊身衣一樣，它在電子設備和皮膚之間提供了接觸。
為了證明可制造性，嵌入式開發(fā)工程師設計并制造了七個不同的模塊：四個溫度感應模塊，一個慣性感應模塊和兩個互連模塊。它們在25×27.5-cm的柔性板上（FPCB，KingCredie）上安裝了66個溫度傳感器和20個互連條。
就嵌入在結(jié)構(gòu)中的傳感器網(wǎng)絡架構(gòu)而言，每個傳感器可以通過互連水平連接在一起，信號由外部層收集，外部層由藍牙低功耗（BLE）模塊，微處理器，和電源。
該團隊開發(fā)了一件原型襯衫，以展示傳感器集成結(jié)構(gòu)的可擴展性。嵌入式開發(fā)工程師說，這表明可以卷成卷制造傳感器嵌入的織物，該織物可以切割成任何尺寸，結(jié)合在一起并針對各種需求和應用進行定制。
