Nhóm chuyên gia tại Đại học Arizona phát triển thiết bị in 3D nhỏ gọn có thể theo dõi sức khỏe liên tục. Ảnh: Gutruf Lab/University of Arizona
Nhóm kỹ sư tại Đại học Arizona (Mỹ) phát triển loại thiết bị đeo người mới gọi là "thiết bị cộng sinh sinh học" với những lợi ích chưa từng có. Thiết bị này không chỉ được in 3D dựa theo cơ thể người đeo mà còn có khả năng hoạt động liên tục nhờ sử dụng kết hợp nguồn điện không dây và bộ lưu trữ năng lượng nhỏ gọn. Nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Science Advances hôm 8/10.
Các cảm biến đeo người hiện tại có nhiều hạn chế. Ví dụ, đồng hồ thông minh cần sạc pin và chỉ thu thập được một lượng dữ liệu hạn chế do nằm trên cổ tay. Trưởng nhóm nghiên cứu Philipp Gutruf cùng đồng nghiệp sử dụng bản scan 3D cơ thể người bằng các phương pháp như chụp cộng hưởng từ (MRI), chụp cắt lớp vi tính (CT), thậm chí kết hợp cả hình ảnh smartphone, để in 3D những thiết bị phù hợp với người đó và có thể quấn trên nhiều bộ phận khác nhau như thân trên, bắp tay, bắp chân.
Khả năng tùy chỉnh vị trí đặt cảm biến cho phép các nhà nghiên cứu đo nhiều thông số sinh lý đa dạng. "Ví dụ, nếu muốn thứ gì đó gần với thân nhiệt, bạn sẽ muốn đặt cảm biến ở nách. Với cách chúng tôi chế tạo và gắn thiết bị vào cơ thể, chúng tôi có thể dùng nó để thu thập những dữ liệu mà một thiết bị đeo cổ tay truyền thống không làm được", Tucker Stuart, nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật y sinh, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Các thiết bị cộng sinh sinh học được tùy chỉnh để phù hợp với người đeo nên chúng rất nhạy. Nhóm nghiên cứu kiểm tra khả năng của thiết bị trong việc theo dõi các thông số như nhiệt độ và sức căng khi một người nhảy, đi máy chạy bộ và dùng máy chèo thuyền. Trong bài kiểm tra với máy chèo thuyền, các tình nguyện viên đeo nhiều thiết bị, theo dõi cường độ tập luyện và cách cơ bắp biến dạng một cách cực kỳ chi tiết. Các thiết bị đủ chính xác để phát hiện thân nhiệt thay đổi khi người đeo chỉ bước lên một bậc thang.
Gutruf cùng đồng nghiệp không phải nhóm nghiên cứu đầu tiên điều chỉnh thiết bị đeo người để theo dõi sức khỏe và các chức năng của cơ thể. Tuy nhiên, những thiết bị hiện nay không có khả năng theo dõi các chỉ số liên tục, hoặc không đủ chính xác để đưa ra kết luận có ý nghĩa về mặt y tế.
Nhiều thiết bị có dạng miếng dán nhưng bị bong khi da trải qua quá trình thay da tự nhiên hoặc khi người đeo đổ mồ hôi. Ngoài ra, chúng cũng không phải là thiết bị không dây, khiến người đeo bị hạn chế hoạt động.
Thiết bị cộng sinh sinh học của nhóm Gutruf không sử dụng chất kết dính và nhận năng lượng từ một hệ thống không dây có phạm vi vài mét. Nó cũng có một bộ lưu trữ năng lượng nhỏ gọn nên vẫn hoạt động bình thường kể cả khi người đeo đi ra khỏi phạm vi của hệ thống.
