Công nghệ đeo trên người (Wearable technology) là một trong những phát minh hữu ích nhất của thế kỷ 21, vì nó cho phép người dùng có thể theo dõi một loạt dấu hiệu sinh tồn như nhịp tim, nhịp thở, huyết áp, chỉ số đường huyết... Nhờ những thông tin thu thập từ các thiết bị có thể đeo trên người, chúng ta có thể giám sát và cải thiện sức khỏe tốt hơn.

Cảm biến đo huyết áp cùng nhiều tín hiệu sinh hóa (trái) và thiết bị sản xuất điện năng từ thân nhiệt.

Miếng dán theo dõi huyết áp và nhiều tín hiệu sinh hóa cùng lúc

Đây là sản phẩm mà các kỹ sư tại Đại học California, San Diego (Mỹ) trình làng gần đây, được khẳng định là thiết bị đeo đầu tiên có khả năng giám sát đồng thời nhiều tín hiệu tim mạch và sinh hóa trong cơ thể.

Về cấu tạo, miếng dán mềm mại to chỉ bằng con tem này được làm bằng vật liệu polymer co giãn, tích hợp một cảm biến theo dõi huyết áp, một cảm biến hóa chất đo nồng độ lactate, caffeine và cồn trong mồ hôi, cùng một cảm biến đo lượng glucose trong dịch kẽ da. Cụ thể, cảm biến huyết áp nằm giữa miếng dán sẽ truyền sóng siêu âm xuyên cơ thể và nhận phản hồi từ các động mạch để ghi nhận số đo huyết áp. Cảm biến hóa chất sẽ giải phóng thuốc gây tiết mồ hôi qua da để đo lượng hóa chất có trong mồ hôi. Còn cảm biến glucose phát ra một dòng điện nhẹ, kích thích da tiết dịch kẽ cũng với mục đích đo nồng độ glucose có trong đó.

Nhóm sáng chế nhận định, miếng dán có tiềm năng giúp bệnh nhân cao huyết áp hoặc tiểu đường giám sát sức khỏe, cũng như dùng trong khu vực chăm sóc tích cực - nơi cần theo dõi liên tục các chỉ số sinh tồn của những bệnh nhân đang trong tình trạng nguy kịch. “Loại thiết bị đeo này sẽ rất hữu ích cho việc theo dõi sức khỏe một cách thường xuyên, đồng thời là công cụ tuyệt vời để theo dõi bệnh nhân từ xa, đặc biệt là trong bối cảnh đại dịch COVID-19 khiến mọi người hạn chế lui tới phòng khám” - đồng tác giả Lu Yin nhận xét.

Nguyên mẫu hiện tại cần nối với một nguồn năng lượng bên ngoài để vận hành, nhưng nhóm sáng chế đang phát triển một phiên bản mới chứa nhiều cảm biến hơn, cho phép giám sát thêm nhiều chỉ dấu sinh học hơn và đặc biệt là có khả năng kết nối không dây.

Cảm biến cảnh báo tình trạng căng thẳng tinh thần (stress) từ mồ hôi

Với mong muốn giảm thiểu những rủi ro sức khỏe vì stress, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ vừa phát triển một cảm biến đeo có khả năng đo nồng độ hoóc-môn gây stress cortisol trong mồ hôi.

Được biết, nồng độ cortisol trong cơ thể thường dao động trong ngày tùy theo nhịp sinh học. Song, chuyên gia Adrian Ionescu cho biết ở những người mắc một số bệnh lý liên quan đến stress, nhịp sinh học của họ hoàn toàn bị phá vỡ, khiến cơ thể sản xuất quá nhiều hoặc quá ít cortisol. Điều này gây tổn hại nghiêm trọng tới sức khỏe cũng như dẫn tới nguy cơ mắc bệnh béo phì, tim mạch và trầm cảm.

Trong khi đó, cảm biến mới sáng chế là một miếng dán đơn giản chứa một linh kiện bán dẫn và một điện cực làm từ graphene - vật liệu thường dùng trong các vi mạch - giúp cảm biến siêu nhạy, đảm bảo dữ liệu thu thập được chính xác nhất. Theo nhóm sáng chế, cảm biến này là công cụ không xâm lấn đầu tiên cho phép giám sát nồng độ cortisol suốt cả ngày.

Thiết bị biến đổi thân nhiệt thành pin sinh học

Sáng chế này của các nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado Boulder (Mỹ) giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng pin cho các thiết bị đeo trên người.

Để tạo ra thiết bị, họ gắn một loạt chip nhiệt điện mỏng vào phần đế làm bằng vật liệu co giãn polyimine, sau đó kết nối chúng bằng các dây dẫn hợp kim liquid metal. Khi đeo trên người, thiết bị được trang bị máy phát nhiệt điện này sẽ chuyển đổi thân nhiệt người dùng thành điện năng. Tuy sản phẩm nguyên mẫu hiện chỉ tạo ra khoảng 1 volt điện năng/cm2 da, ít hơn mức điện áp của đa số loại pin hiện hành, nhưng nó vẫn đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho các thiết bị điện tử như đồng hồ hoặc máy theo dõi tập thể dục.

Một ưu điểm đáng chú ý khác là thiết bị có khả năng tự “chữa lành” khi bị nứt, gãy và mọi bộ phận đều có thể được tái sử dụng, mang đến một giải pháp thay thế thân thiện hơn với môi trường so với thiết bị điện tử hiện nay. Hơn nữa, nhờ đặc điểm cực kỳ mềm dẻo, thiết bị có thể dùng làm nhẫn, vòng tay hoặc bất kỳ phụ kiện nào tiếp xúc với da.

HUY MINH (Theo New Atlas, Study Finds, Tech Explorist)