Il nuovo pannolino “astuto„ può avvisare il badante quando è tempo di cambiare

Per alcuni infanti, un pannolino bagnato è causa affinchè una domanda istantanea e rumorosa sia cambiato, mentre altri bambini possono essere impassibili e felici di trasportare intorno al carico umido per i lunghi periodi senza reclamo. Ma se indossato troppo lungamente, un pannolino bagnato può causare le eruzioni dolorose ed i bambini miseri -- e genitori.

Ora i ricercatori del MIT hanno sviluppato un pannolino “astuto„ incassato con un sensore dell'umidità che può avvisare un badante quando un pannolino è bagnato. Quando il sensore individua l'umidità nel pannolino, invia un segnale ad un ricevitore vicino, che a loro volta può inviare una notifica ad uno smartphone o ad un computer.

Il sensore consiste di un tag di identificazione passivo (RFID) di radiofrequenza, quello è collocato sotto un livello di polimero assorbente eccellente, un tipo di idrogel che è utilizzato tipicamente in pannolini per assorbire l'umidità. Quando l'idrogel è bagnato, il materiale si espande e diventa leggermente conduttivo -- abbastanza per avviare il tag di RFID per inviare un segnale radio ad un lettore di RFID fino a 1 metro di distanza.

I ricercatori dicono che la progettazione è la prima dimostrazione di idrogel come elemento funzionale dell'antenna per umidità che percepisce in pannolini facendo uso del RFID. Stimano che il sensore costi meno di 2 centesimi alla lavorazione, rendentegli un'alternativa a basso costo e a perdere all'altra tecnologia astuta del pannolino.

Col passare del tempo, i pannolini astuti possono contribuire a registrare ed identificare determinati problemi sanitari, quali i segni di costipazione o dell'incontinenza. Il nuovo sensore può essere particolarmente utile per gli infermieri che lavorano nelle unità neonatali e che si occupano dei bambini multipli per volta.

Il Sen di Pankhuri, un assistente di ricerca nel laboratorio del AutoID del MIT, prevede che il sensore potrebbe anche essere integrato nei pannolini adulti, per i pazienti che potrebbero essere ignari o troppo imbarazzanti riferirsi che un cambiamento è necessario.

I pannolini sono utilizzati non appena per i bambini, ma per le popolazioni di invecchiamento, o i pazienti che non possono costretti a letto e catturare la cura se stessi. Sarebbe conveniente in questi casi affinchè un badante sia comunicato che un paziente, specialmente in un ospedale multibed, deve cambiare.„

Sen di Pankhuri, assistente di ricerca nel laboratorio del AutoID del MIT

“Questo potrebbe impedire le eruzioni ed alcune infezioni come le infezioni di apparato urinario, sia nelle popolazioni dell'infante che di invecchiamento,„ aggiunge il collaboratore Sai Nithin R. Kantareddy, un dottorando nel dipartimento del MIT dell'ingegneria meccanica.

Il Sen, Kantareddy ed i loro colleghi al MIT, compreso Rahul Bhattacharryya e Sanjay Sarma, con Joshua Siegel alla Michigan State University, hanno pubblicato oggi i loro risultati nei sensori di IEEE del giornale. Sarma è il vice presidente del MIT per l'insegnamento libero ed il professore forte dei fiori di Fred e dei fiori della fortificazione di Daniel dell'ingegneria meccanica.

Senso dell'autoadesivo

Molti pannolini disponibili immediatamente incorporano gli indicatori dell'umidità sotto forma di nastri, stampati lungo l'esterno di un pannolino, che cambiano il colore una volta bagnati -- una progettazione che richiede solitamente l'eliminazione dei livelli multipli di abbigliamento per potere vedere il pannolino reale.

Le società che esaminano la tecnologia astuta del pannolino stanno considerando i sensori dell'umidità che sono wireless o Bluetooth-permessi a, con le unità che fissano all'esterno di un pannolino, con le batterie ingombranti alle connessioni a lungo raggio di potenza ad Internet. Questi sensori sono destinati per essere riutilizzabili, richiedendo ad un badante di eliminare e pulire il sensore prima di fissarlo ad ogni nuovo pannolino. Sensori correnti che sono esplorati per i pannolini astuti, preventivi del Sen, vendita al dettaglio per oltre $40.

I tag di RFID al contrario sono a basso costo ed a perdere e possono essere stampati in rotoli di diversi autoadesivi, simili ai tag del codice a barre. Il laboratorio del AutoID del MIT, fondato da Sarma, è stato alla prima linea dello sviluppo del tag di RFID, con lo scopo di usando per connettere il nostro mondo fisico con Internet.

Un tag tipico di RFID ha due elementi: un'antenna per i segnali di radiofrequenza di retrodiffusione e un chip di RFID che memorizza le informazioni del tag, quale il prodotto specifico che il tag è affigguto a. I tag di RFID non richiedono le batterie; ricevono l'energia sotto forma di onde radio emesse da un lettore di RFID. Quando un tag di RFID prende questa energia, la sua antenna attiva il chip di RFID, che i ritocchi le onde radio ed invia ad un segnale di nuovo al lettore, con le sue informazioni codificate all'interno delle onde. Ciò è come, per esempio, i prodotti contrassegnati con i tag di RFID possono essere identificati e tenuti la carreggiata.

Il gruppo di Sarma sta permettendo al RFID etichetta per lavorare non appena come inseguitori wireless, ma anche come sensori. Recentemente, come componente del programma industriale del collegamento del MIT, il gruppo ha cominciato su una collaborazione con i buoni, un produttore del pannolino basato nel Sudamerica, per vedere come i tag di RFID potrebbero essere configurati come rivelatori di umidità a basso costo e a perdere in pannolini. I ricercatori hanno visualizzato una delle fabbriche della società per ottenere un senso del macchinario e dell'installazione coinvolgere nella fabbricazione del pannolino, quindi hanno ritornato al MIT progettare un sensore di RFID che potrebbe ragionevolmente essere integrato all'interno del processo di fabbricazione del pannolino.

Tag, siete

La progettazione che hanno fornito può essere compresa nel livello inferiore di pannolino tipico. Il sensore stesso somiglia ad una cravatta a farfalla, il mezzo di cui consiste di un chip tipico di RFID che connette i triangoli della cravatta a farfalla due, ciascuno ha fatto dal polimero assorbente eccellente dell'idrogel, o da SAP.

Normalmente, SAP è un materiale isolante, significante che non conduce la corrente. Ma quando l'idrogel diventa bagnato, i ricercatori hanno trovato che i beni materiali cambiano e l'idrogel diventa conduttivo. La conducibilità è molto debole, ma è abbastanza da reagire a tutti i segnali radio nell'ambiente, come quelli emessi da un lettore di RFID. Questa interazione genera una piccola corrente che accende il chip del sensore, che poi funge da tag tipico di RFID, tweaking ed inviante il segnale radio di nuovo al lettore con informazioni -- in questo caso, quello il pannolino è bagnato.

I ricercatori hanno trovato che aggiungendo una piccola quantità di rame al sensore, potrebbero amplificare la conducibilità e quindi l'intervallo del sensore a cui il tag può comunicare ad un lettore, raggiungenti più di 1 metro di distanza.

Per verificare la prestazione del sensore, hanno collocato un tag all'interno dei livelli inferiori di pannolini neonato di taglia ed hanno avvolto ogni pannolino intorno ad una bamboletta al naturale, che hanno riempito di acqua salata di cui i beni conduttivi erano simili ai liquidi corporei umani. Hanno collocato le bambole alle varie distanze da un lettore di RFID, ai vari orientamenti, come menzogne pianamente contro la seduta verticalmente. Hanno trovato che il sensore che particolare hanno progettato per inserire nei pannolini neonato di taglia poteva attivare e comunicare ad un lettore fino di distanza a 1 metro quando il pannolino era completamente bagnato.

Il Sen prevede che un lettore di RFID connesso ad Internet potrebbe essere collocato nella stanza di un bambino individuare i pannolini bagnati, cui a punto potrebbe inviare una notifica al telefono o al computer di un badante che un cambiamento è necessario. Per i pazienti geriatrici che potrebbero anche trarre giovamento dai pannolini astuti, dice che i piccoli lettori di RFID possono anche essere fissati alle unità assistive, quali le canne e le sedie a rotelle per prendere i segnali di un tag.

Source:
Journal reference:

Sen, P., et al. (2020) Low-Cost Diaper Wetness Detection Using Hydrogel-Based RFID Tags. IEEE Sensors Journal. doi.org/10.1109/JSEN.2019.2954746.