والآن، فإنَّ مهندسي جامعة ستانفورد قد طوّروا طريقة لاستكشاف الإشارات الفيزيولوجية المنبعثة من الجلد بأجهزة تحسسية تُلصق كالضمادات وتقوم بإرسال القراءات الإشارية إلى مستقبلة مثبَّتة على ملابس الشخص.

ولتوضيح هذه التكنولوجيا اللاسلكية، قام الباحثون بإلصاق أجهزة تحسس على رسغ وبطن شخص اختباري لمراقبة نبض الشخص وتنفسه عن طريق استكشاف الكيفية التي تمدد بها جلده وانكمش مع كل خفقة قلبية أو نفَس. كما قامت اللاصقات على مرفقي الشخص وركبتيه، بالمثل، بتتبّع حركات الذراع والساق بواسطة قياس الشد أو الاسترخاء الدقيق للجلد كلما التوَت العضلة المُرسِلة.

 

أجهزة تحسس لمراقبة 

الجسم بكامله

وترى بروفيسورة الهندسة الكيميائية شينان بَيو أنَّ هذه التكنولوجيا سوف تُستخدم أولاً في المواقع الطبية المتعلقة بمراقبة المرضى بحالاتٍ مثل اضطرابات النوم أو العلل القلبية. ويحاول مختبر البروفيسورة تطوير لاصقاتٍ لتحسس العرَق وغيره من الإفراز من أجل تتبّع المتغيرات الحاصلة في الجسم كدرجة حرارة الجسم والتوتر. وهدفها النهائي خلق نسقٍ من أجهزة تحسس لاسلكية تلتصق بالجلد وتعمل بالاشتراك مع ملابس سريعة التأثر من أجل تتبّعٍ تشكيلة واسعة من المؤشرات الصحية أكثر دقّةً من الهواتف الذكية وأمثالها من الأجهزة المستخدمة اليوم. “ونحن نعتقد بأنه سيكون من الممكن في يومٍ ما خلق نسقٍ من أجهزة التحسس الجلدية للجسم بكامله من أجل جمع المعطيات الفيزيولوجية من دون تداخل مع السلوك الاعتيادي للشخص”، كما تقول شينان. وقد قاد الدارسان سيميو نيو ونَيوجي ماتسوهيسا الفريق المكون من 14 شخصاً الذي قضى ثلاث سنوات وهو يصمم أجهزة التحسس. وكان هدفهم تطوير تكنولوجيا يكون وضعها على الجسم مريحاً ومن دون بطاريات أو دوائر صلبة لمنع اللاصقات من التمدد والانكماش مع الجلد.

وقد لاءم تصميمهم النهائي هذه المعايير مع تغيّر الـريد RFID ــ أي تحديد التذبذب الراديوي ــ وهو تكنولوجيا تُستخدم للتحكم بمدخل من دون مفتاج إلى غرف مقفَلة. 

فحين يرفع الشخص بطاقة الهوية الشخصية إلى مستقبلة الـريد، يقوم هوائي في البطاقة بالتقاط القليل جداً من طاقة الريد من المستقبلة ويستخدمه في إحداث شفرة تنبعث بعدئذٍ عائدةً إلى المستقبلة.  وتشبه لاصقة شبكة الجسم بطاقة الهوية الشخصية: إنها تمتلك هوائياً يلتقط القليل من طاقة الريد القادمة من مستقبلةٍ على الملابس لتقوية أجهزة تحسس اللاصقة. ثم تأخذ القراءات من الجلد وتعيدها إلى المستقبلة القريبة.

هوائي ينثني 

ويتمدّد مثل الجلد

لكنْ كان على الباحثين، من أجل جعل اللاصقات اللاسلكية تعمل، خلق هوائي بإمكانه التمدد والانثناء مثل الجلد. وقد فعلوا هذا بواسطة حبر معدني من نوع حبر الطباعة الشيكية screen-printing على لاصقة مطاطيَّة. لكن ما حصل هو أن تمدّدات الهوائي وانثناءاته كانت تجعل إشارته ضعيفة جداً وغير مستقرة إلى حدٍ لا يُستفاد معه منها.

ولمعالجة هذه المشكلة، قام باحثو ستانفورد بتطوير نوعٍ جديدٍ من نظام الريد RFID يمكنه إرسال إشارات قوية ومضبوطة إلى المستقبلة بالرغم من التقلبات المستمرة. وبعدئذٍ تستخدم المستقبلة العاملة بالبطارية بلوتوث Bluetooth لتحويل المعطيات دورياً من اللاصقات إلى الهاتف الذكي، أو الكومبيوتر، أو أي جهاز خزنٍ دائم آخر. وتعتمد النسخة الأولية من اللاصقات على أجهزة تحسس صغيرة للحركة من أجل أخذ قراءات النبض والتننفس. ويدرس الباحثون الآن كيف يدمجون العرَق، ودرجة الحرارة وغيرهما في أنظمة الهوائي.

ومن أجل نقل تكنولوجياهم هذه إلى ما بعد التطبيقات السريريَّة وإلى أدوات مناسبة للزبائن، فإنَّ الباحثين بحاجةٍ إلى التغلب على تحدٍّ آخر ــ إبقاء جهاز التحسس والمستقبلة قريبين من بعضهما - وكان الباحثون يضعون المستقبلة على الملابس فوق كل جهاز تحسسي تماماً. وسيكون جعل أجهزة التحسس والمستقبلات أحدها مع الآخر رائعاً في المراقبة الطبيَّة، لكن تكوين شبكة جسم BodyNet يمكن للشخص أنْ يحملها في أثناء التدريب، يتطلّب جعل الهوائي منسوجاً في الملابس لغرض استقبال ونقل الإشارات بصرف النظر عن المكان الذي يلصق فيه الشخص جهاز التحسس.

 

عن  Science Daily