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在一項新的研究中,MU大學的工程師們發現,一支鉛筆和一張普通的紙就可以作為一種廉價但實用的一次性電子面板裝置,用於跟蹤心率、呼吸和體溫等生命體徵。

電子面板指的是一種薄而柔軟的裝置,它可以模仿人類面板的功能,透過對熱和壓力等因素做出反應。在歷史上,昂貴的塑膠和矽樹脂被用作裝置的底座,底座上印著圖案作為導體。這些圖案類似於網格和其他平面設計。MU的研究人員取得了突破,他們發現用鉛筆在廉價的紙上畫圖案可以獲得類似的結果。

面板上電子,也被稱為表皮電子或面板介面,在人類保健、人機介面、虛擬現實和增強現實等許多可能性方面顯示了有前途的應用。

這種裝置已被用作汗液和熱感測器,以及藥物傳遞系統,特別是在個人醫療保健和醫療資源有限的地方。但直到MU的研究人員偶然用鉛筆在紙上畫出了軌跡模式,才發現了成本更低的替代方法。

可用鉛筆繪製圖案,幫助跟蹤心率、呼吸和體溫。

嚴教授說:“開發面板生物醫學電子裝置的傳統方法通常很複雜,而且生產成本也很高。"“相比之下,我們的方法成本低,非常簡單。”

研究人員發現,鉛筆中含有超過90%的石墨,可以傳導很高的電能。鉛筆在紙上畫畫的導電性使它非常適合在面板上的電子裝置。然而,由於紙張的延展性差,所以MU的研究不得不使用特殊圖案來切割形狀,以適應身體的形狀。然後,這些形狀被塗上一層物質,以應用到面板上。

矽酮是一種用於醫療保健的醫用級矽酮。專為高強度模壓零件設計的矽矽酮以液體形式附著在面板上,然後可以留在那裡一段時間。.

研究人員表示,他們的發現未來可能在基於家庭的個性化醫療保健、教育和遠端科學研究方面有廣泛的應用,甚至在疫情大流行期間也是如此。

不同型別的感測器能夠從電子面板裝置中獲取資料。

“例如,如果一個人有睡眠問題,我們可以繪製一個生物醫學裝置來幫助監測這個人的睡眠水平,”嚴教授說。“這種低成本、易於定製的方法也可以讓科學家在國內進行研究,比如在大流行期間。”

嚴教授表示,他們的下一步將是進一步開發和測試生物醫學元件的使用,包括電生理、溫度和生物化學感測器。這種紙筆貼在面板上的技術還可以幫助我們瞭解一個人不斷進化的生理狀態和壓力水平。

文章指出:“用鉛筆紙面板電生理感測器記錄的心電圖訊號表明,鉛筆紙面板電生理感測器可以連續、穩定地測量人體胸部的心電圖。心電圖(ECG)是一種測量心跳電活動的測

試,而電生理感測器可以直接用鉛筆在商業膠紙上繪製。

研究認知行為也可以為各種神經障礙和人類疲勞提供見解。當人表現出不同的精神狀態時,鉛筆紙體表電生理感測器可以用來監測大腦活動。

3013在前臂上演示了一個電子面板裝置:MU的研究人員發現,鉛筆和普通的紙可以模仿人類的面板。

例如,在一次測試中,受試者被要求先閉上眼睛,然後睜開眼睛,保持一種不 知道周圍環境的夢幻狀態,最後做一個複雜的數學計算。

每個人的精神狀態保持90秒,中間休息5分鐘。腦電圖訊號顯示,在數學計算過程中,高頻率的大腦活動強烈,而在封閉狀態和夢態測試過程中,低頻率的大腦活動強烈。

這些訊號強度的差異有可能在醫療保健提供者中顯示出患者精神狀態的明顯差異。這種使用新型面板可穿戴裝置的演示可以為未來的研究提供新的見解。

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