保持活跃意味着保持健康,而不仅仅是在隔离和封锁期间。越来越多积极锻炼身体的人想知道他们的运动努力对他们的身体有什么好处,哪些锻炼可能对他们有益,甚至有害。国际科学研究项目XPatch将大家聚集在一起biosensoric专家们用专门的微电子技术为健身和医疗技术市场设计了一个补丁,可以在移动设备上捕捉并精确地可视化这些数据。
一个带有先进电子元件的补丁如何能作为一个健康跟踪器?这种微型健康监测器包括天线和集成电路,用于无线通信蓝牙装置、用于自主操作的柔性微型电池、必要的模拟电路和电源管理组件。弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所(Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM)的微电子学专家已经开发出封装和集成技术,将所有微小的生物传感器和电子元件整合到一个灵活的贴片中,以适合在活跃的田径运动中使用。总之,贴片及其组成部分的设计厚度小于一毫米。
XPatch是一种生物兼容和灵活的模块,可以直接戴在皮肤上。这需要一种柔软而有弹性的像皮肤一样的材料,比如聚氨酯和硅。由于电子元件嵌入到这种材料中,元件得到了充分的保护,永远不会与裸露的皮肤直接接触。这个贴片很薄传感器芯片是神奇发生的地方:它们被放置在贴片的表面,在那里它们保持靠近皮肤。衬底上的一个微小开口允许汗水分析工作。一块极微小的布料被集成在芯片后面的空间中,捕捉穿着者的汗水。芯片内置的传感器分析这个样本,并将结果数据实时推送到一个设备上,用户可以将这些信息可视化,并使用这些信息来改善他们的身体健康。
这可以用来分析运动员的汗水,并在移动设备上立即实时显示结果数据。为了将采集到的生化数据传送到智能手机加上补丁,Fraunhofer IZM集成了一个特殊的无线接口到灵活的补丁,使用特别高效的蓝牙低能量协议。要实现这一点,天线必须特别紧凑,但也要足够坚固,以应对应用程序的柔韧材料和特殊电性能的独特要求。
在超敏感贴片通过技术验证后,全功能原型的研制工作开始了,很快就会在8月底为运动员的身体进行初步试验。作为德国教育和研究部欧洲之星计划的一部分,XPatch项目得到了德国教育和研究部的支持,并将继续其工作到2020年底,来自四个国家的项目伙伴继续贡献:来自瑞士的Xsensio贡献了芯片上实验室的汗水分析,来自斯洛伐克的R-DAS处理ASIC和模拟电路设计,阿姆斯特丹的VU进行生理测试,并与来自德国的OLT一起管理数据分析。
Fraunhofer IZM对柔性基片或电子元件集成(如电池和天线)在医疗应用中的新见解特别感兴趣。这些创新有可能被医疗技术公司和零部件或材料制造商利用,以引进新产品或优化现有技术。他们的目标是在未来五年内根据XPatch项目的发现推出新产品。