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O tecido “esperto” novo pode alertar o cuidador quando é hora de mudar

Para alguns infantes, um tecido molhado é causa para que uma procura imediata, vociferante esteja mudada, quando outros bebês puderem estar imperturbáveis e felizes rebocar em torno da carga úmida por períodos longos sem queixa. Mas se vestido demasiado por muito tempo, um tecido molhado pode causar pruridos dolorosos, e bebês miseráveis -- e pais.

Os pesquisadores do MIT têm desenvolvido agora um tecido “esperto” encaixado com um sensor da umidade que pudesse alertar um cuidador quando um tecido está molhado. Quando o sensor detecta a umidade no tecido, envia um sinal a um receptor próximo, que por sua vez possa enviar uma notificação a um smartphone ou a um computador.

O sensor consiste em uma etiqueta de identificação passiva (RFID) da radiofrequência, de que é colocado abaixo de uma camada de polímero absorvente super, um tipo de hydrogel que é usado tipicamente nos tecidos para embeber acima a umidade. Quando o hydrogel está molhado, o material expande e torna-se ligeira condutor -- bastante para provocar a etiqueta do RFID para enviar um sinal de rádio a um leitor do RFID até 1 medidor afastado.

Os pesquisadores dizem que o projecto é a primeira demonstração do hydrogel como um elemento funcional da antena para a umidade que detecta nos tecidos usando o RFID. Calculam que o sensor custa menos de 2 centavos à fabricação, fazendo lhe uma alternativa barata, descartável à outra tecnologia esperta do tecido.

Ao longo do tempo, os tecidos espertos podem ajudar a gravar e identificar determinados problemas de saúde, tais como sinais da constipação ou da incontinência. O sensor novo pode ser especialmente útil para as enfermeiras que trabalham em unidades neonatal e que importam-se com bebês múltiplos em um momento.

O senador de Pankhuri, um assistente de pesquisa no laboratório do AutoID do MIT, prevê que o sensor poderia igualmente ser integrado em tecidos adultos, para os pacientes que puderam ser inconscientes ou demasiado embaraçado para se relatar que uma mudança é necessário.

Os tecidos são usados não apenas para bebês, mas para populações de envelhecimento, ou pacientes que são acamado e incapazes de tomar dse. Seria conveniente nesses casos para um cuidador ser notificado que um paciente, particularmente em um hospital multibed, precisa de mudar.”

Senador de Pankhuri, assistente de pesquisa no laboratório do AutoID do MIT

“Isto poderia impedir pruridos e algumas infecções como infecções de aparelho urinário, em populações do envelhecimento e do infante,” adiciona o colaborador Sai Nithin R. Kantareddy, um aluno diplomado no departamento do MIT da engenharia mecânica.

O senador, Kantareddy, e seus colegas no MIT, incluindo Rahul Bhattacharryya e Sanjay Sarma, junto com Joshua Siegel na universidade de estado do Michigan, têm publicado seus resultados hoje nos sensores de IEEE do jornal. Sarma é o vice-presidente do MIT para a aprendizagem aberta e o professor das flores do forte de Fred e das flores do forte de Daniel da engenharia mecânica.

Sentido da etiqueta

Muitos tecidos disponíveis imediatamente incorporam indicadores da umidade sob a forma das tiras, impressas ao longo da parte externa de um tecido, que mudam a cor quando molhadas -- um projecto que exija geralmente a remoção das camadas múltiplas de roupa para poder considerar o tecido real.

As empresas que olham na tecnologia esperta do tecido estão considerando os sensores da umidade que são sem fio ou Bluetooth-permitidos, com dispositivos que anexam ao exterior de um tecido, junto com baterias volumosas às conexões de longo alcance da potência ao Internet. Estes sensores são projectados ser reusáveis, exigindo um cuidador remover e limpar o sensor antes de anexá-lo a cada tecido novo. Sensores actuais que estão sendo explorados para tecidos espertos, senador avaliações, retalho para mais de $40.

As etiquetas do RFID são ao contrário baratas e descartáveis, e podem ser imprimidas nos rolos de etiquetas individuais, similares às etiquetas do código de barras. O laboratório do AutoID do MIT, fundado por Sarma, estêve no pelotão da frente da revelação da etiqueta do RFID, com o objectivo de usá-los para conectar nosso mundo físico com o Internet.

Uma etiqueta típica do RFID tem dois elementos: uma antena para sinais da radiofrequência do backscattering, e uma microplaqueta do RFID que armazene a informação da etiqueta, tal como o produto específico que a etiqueta está afixada a. As etiquetas do RFID não exigem baterias; recebem a energia sob a forma das ondas de rádio emissoras por um leitor do RFID. Quando uma etiqueta do RFID pegara esta energia, sua antena activa a microplaqueta do RFID, que as emendas as ondas de rádio e enviam a um sinal de volta ao leitor, com sua informação codificada dentro das ondas. Isto é como, por exemplo, os produtos etiquetados com etiquetas do RFID podem ser identificados e seguido.

O grupo de Sarma tem permitido o RFID etiqueta para trabalhar não apenas como perseguidores sem fio, mas igualmente como sensores. Recentemente, como parte do programa industrial da ligação do MIT, a equipe começou acima de uma colaboração com homens de bem, um fabricante do tecido baseado em Ámérica do Sul, para ver como as etiquetas do RFID poderiam ser configuradas como os detectores de umidade baratos, descartáveis nos tecidos. Os pesquisadores visitaram uma das fábricas da empresa para obter um sentido da maquinaria e do conjunto envolvidos na fabricação do tecido, a seguir vieram para trás ao MIT projectar um sensor do RFID que pudesse razoavelmente ser integrado dentro do processo de manufactura do tecido.

Etiqueta, você é ele

O projecto que vieram acima com pode ser incorporado na camada inferior de um tecido típico. O sensor próprio assemelha-se a um laço, o meio de que consiste em uma microplaqueta típica do RFID que conecta os triângulos do laço dois, cada um fez do polímero absorvente super do hydrogel, ou de SAP.

Normalmente, SAP é um material de isolamento, significando que não conduz a corrente. Mas quando o hydrogel se torna molhado, os pesquisadores encontraram que as propriedades materiais mudam e o hydrogel se torna condutor. A condutibilidade é muito fraca, mas é bastante a reagir a todos os sinais de rádio no ambiente, tal como aqueles emissores por um leitor do RFID. Esta interacção gera uma corrente pequena que gire sobre a microplaqueta do sensor, que actua então como uma etiqueta típica do RFID, tweaking e enviando o sinal de rádio de volta ao leitor com informação -- neste caso, isso o tecido está molhado.

Os pesquisadores encontraram que adicionando uma pequena quantidade de cobre ao sensor, poderiam impulsionar a condutibilidade e conseqüentemente a escala do sensor em que a etiqueta pode se comunicar a um leitor, alcançando mais de 1 medidor afastado.

Para testar o desempenho do sensor, colocaram uma etiqueta dentro das camadas inferiores de tecidos recém-nascido-feitos sob medida e envolveram cada tecido em torno de uma boneca em tamanho natural, que enchessem com a água salgada cujas as propriedades condutoras eram similares aos líquidos corporais humanos. Colocaram as bonecas em várias distâncias de um leitor do RFID, em várias orientações, tais como o encontro horizontalmente contra o assento verticalmente. Encontraram que o sensor que particular projectaram caber em tecidos recém-nascido-feitos sob medida podia activar e se comunicar a um leitor até 1 medidor ausente quando o tecido estava inteiramente molhado.

O senador prevê que um leitor do RFID conectado ao Internet poderia ser colocado na sala de um bebê detectar os tecidos molhados, que no ponto poderia enviar uma notificação ao telefone ou ao computador de um cuidador que uma mudança é necessário. Para os pacientes geriatrias que puderam igualmente tirar proveito dos tecidos espertos, diz que os leitores pequenos do RFID podem mesmo ser anexados aos dispositivos assistivas, tais como os bastões e as cadeiras de rodas para pegarar os sinais de uma etiqueta.

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.