新的裝置，定製的適合個人，可能意味著在疾病的監測和治療，新藥物的測試，以及跟蹤個人健康的能力的巨大改善。

可穿戴的感測器幾乎無所不在，可以監控從步數到心率的一切。但是，對於諸如測量老年人的脆弱程度、及時診斷致命疾病、測試新藥的有效性或跟蹤職業運動員的表現等情況，需要醫療級的裝置。

亞利桑那大學的工程師們已經開發出一種他們稱之為“生物共生裝置”的可穿戴裝置，它具有一些前所未有的好處。這些裝置不僅可以根據穿戴者的身體掃描定製3D列印，而且還可以使用無線功率傳輸和緊湊的能量儲存相結合的方式連續工作。該小組由生物醫學工程助理教授菲利普·古特魯夫(Philipp Gutruf)和工程學院(College Of Engineering)的克雷格·M·伯傑(Craig M.Berge)院士領導，今天在“科學進步”

“沒有這樣的事情，”古特魯夫，大學的BIO 5研究所的一名成員說。“我們引入了一個全新的概念，即直接為個人定製一臺裝置，並使用無線功率投射，使該裝置能夠在不需要充電的情況下24/7工作。”

自定義FIT支援精確監控

目前可穿戴感測器面臨著各種限制。例如，智慧手錶需要充電，它們只能收集有限數量的資料，因為它們位於手腕上。透過對佩戴者的身體進行三維掃描，可以透過包括磁共振成像、CT掃描、甚至仔細組合的智慧手機影象等方法來收集，古特魯夫和他的團隊可以用3D列印適合人體不同部位的裝置。想象一個幾乎不引人注目的，輕量級的，透氣的，網眼袖口，專門為你的二頭肌，小腿或軀幹設計的。專門化感測器放置的能力使研究人員能夠測量他們本來無法測量的生理引數。

亞利桑那大學的工程師們已經開發出了一種3D列印醫療級可穿戴裝置的方法，比如基於對佩戴者的身體掃描的這種裝置。

“例如，如果你想要連續接近核心體溫的東西，你應該把感測器放在腋窩裡。”或者，如果你想測量你的二頭肌在運動中的變形方式，我們可以在能夠做到這一點的裝置中放置一個感測器，“生物醫學工程學博士、論文第一作者塔克·斯圖爾特(Tucker Stuart)說。“由於我們製造這種裝置並將其連線到人體上的方式，我們能夠使用它來收集資料--傳統的腕式可穿戴裝置無法收集資料。”

因為這些生物共生裝置是為穿著者定製的，它們也是高度敏感的。古特魯夫的團隊測試了這個裝置的能力，當一個人跳起來、在跑步機上行走和使用划艇機時，該裝置能監測溫度和應變等引數。在划艇機測試中，受試者佩戴多種器械，跟蹤運動強度和肌肉變形的方式，細節細膩。這些裝置足夠精確，能夠檢測走上一段樓梯所引起的體溫變化。

連續、無線和毫不費力

古特魯夫和他的團隊並不是第一個調整可穿戴裝置來跟蹤健康和身體功能的人。然而，目前的可穿戴裝置不具備持續跟蹤度量的能力，也沒有足夠的精度來做出醫學上有意義的結論。

研究人員使用的一些可穿戴裝置是貼在面板上的補丁，但當面板經過正常的脫落過程時，或者有時當受試者出汗時，它們就會脫落。即使是在臨床環境中使用的高度精密的可穿戴裝置，如心電圖監視器，也面臨著這些問題。而且，它們不是無線的，這嚴重限制了移動性。如果把病人綁在笨重的外部裝置上，他們就不能正常地進行日常生活。

古特魯夫的團隊推出的生物共生裝置不使用粘接劑，它從一個無線系統中接收能量，而無線系統的範圍為幾米。該裝置還包括一個小型的儲能單元，這樣即使佩戴者超出了系統的範圍，包括在房子之外，它也能正常工作。

古特魯夫說：“這些裝置的設計不需要與佩戴者進行互動。”“就像裝上這個裝置一樣簡單。然後你忘了它，它就做好了它的工作。“