用於監測從步數到心率的可穿戴感測器幾乎無處不在。但是，對於測量老年人虛弱的開始、及時診斷致命的疾病、測試新藥的療效或跟蹤專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已經開發了一種他們稱之為 “生物共生裝置”的可穿戴裝置，它有幾個前所未有的好處。
這些裝置不僅是定製3D列印的，而且是基於穿戴者的身體掃描，而且它們可以使用無線電力傳輸和緊湊的能量儲存的組合連續執行。由工程學院生物醫學工程副教授和Craig M。 Berge學院研究員Philipp Gutruf領導的團隊週五在《科學進展》雜誌上發表了其研究結果。
該大學BIO5研究所的成員Gutruf說：“目前還沒有這樣的研究，我們引入了一個全新的概念，即直接為一個人量身定製裝置，並使用無線電源鑄造，讓裝置全天候執行而不需要充電。”
定製的適合性使精確的監測成為可能
目前的可穿戴感測器面臨各種限制。例如，智慧手錶需要充電，而且由於其在手腕上的位置，它們只能收集有限的資料。透過使用佩戴者身體的三維掃描，包括核磁共振、CT掃描，甚至是精心組合的智慧手機影象，Gutruf和他的團隊可以3D列印定製的裝置，包裹在身體的各個部位。專業化感測器位置的能力使研究人員能夠測量他們無法測量的生理引數。
“例如，如果你想要持續接近核心體溫的東西，你會想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，我們可以在裝置中放置一個感測器，可以完成這個任務，”生物醫學工程專業的博士生、論文第一作者塔克-斯圖爾特說。“由於我們製造裝置並將其固定在身體上的方式，我們能夠用它來收集傳統的、安裝在手腕上的可穿戴裝置無法收集的資料。”
由於這些 “生物共生裝置”是為佩戴者定製的，它們也是高度敏感的。Gutruf的團隊測試了該裝置在一個人跳躍、在跑步機上行走和使用划船機時監測溫度和應變等引數的能力。在划船機測試中，受試者佩戴了多個裝置，對運動強度和肌肉變形的方式進行了細緻的跟蹤。這些裝置足夠精確，可以檢測到走完一段樓梯所引起的體溫變化。
Gutruf和他的團隊並不是第一個將可穿戴裝置用於跟蹤健康和身體功能的人。然而，目前的可穿戴裝置並不具備連續跟蹤指標的能力，也沒有足夠的精度來做出有醫學意義的結論。
研究人員使用的一些可穿戴裝置是貼在面板上的貼片，但是當面板經過正常的脫落過程，或者有時當受試者出汗時，它們就會脫落。即使是臨床上使用的高度精密的可穿戴裝置，如心電圖儀，也面臨這些問題。此外，它們不是無線的，這嚴重限制了移動性。如果病人被拴在笨重的外部裝置上，他們就無法進行正常的日常活動。