پوشیدنی‌های هوشمند پلی میان پزشکی، ورزش و تعامل دیجیتال
در چند سال اخیر، حسگرهای پوشیدنی از ابزار‌های ساده پایش فعالیت جسمانی به سامانه‌هایی پیشرفته برای پایش سلامت، پیش‌بینی بیماری‌ها و تعامل با دستگاه‌های دیجیتال تبدیل شده‌اند.
این فناوری‌ها با استفاده از حسگرهای زیستی، الکترونیک انعطاف‌پذیر، نانومواد، و هوش مصنوعی، امکان جمع‌آوری داده‌های دقیق و تحلیل آنها را فراهم می‌کنند. رشد این فناوری‌ها در سطح جهان سریع است.
حسگرهای پوشیدنی چه ابزاری هستند؟
حسگرهای پوشیدنی دستگاه‌هایی هستند که روی بدن قرار می‌گیرند و به‌طور مداوم اطلاعات فیزیکی، زیستی یا محیطی فرد را جمع‌آوری و تحلیل می‌کنند. این فناوری‌ها شامل ساعت‌ها و دستبند‌های هوشمند، پچ‌های پوستی، لباس‌ها و حتی تشک‌ها و کفش‌های هوشمند می‌شوند و از حسگرهای نوری، شیمیایی، حرکتی و بیوالکتریکی برای اندازه‌گیری داده‌ها بهره می‌برند.
روند‌های جهانی فناوری حسگرهای پوشیدنی
حسگرهای پوشیدنی مبتنی بر نانوذرات کربن سیاه (CBNPs)
به گزارش (pubmed) یک حسگر پوشیدنی جدید با استفاده از نانوذرات کربن سیاه (CBNPs) برای اندازه‌گیری گلوکز در عرق بدن توسعه یافته است. این حسگر شامل CBNPs، پرسیان بلو (PB)، گلوکز اکسیداز، کیتوزان و نافایون است و دارای حساسیت بالا و محدوده خطی وسیعی می‌باشد. این حسگر قابلیت استفاده مجدد، انتخاب‌پذیری و پایداری خوبی دارد و در آزمایش‌های عرق واقعی عملکرد مطلوبی از خود نشان داده است
حسگر پوشیدنی بدون آنزیم با ساختار هترواستراکچر فسفر سیاه/گرافیت کربن نیترید
به گزارش (arxiv) یک حسگر پوشیدنی بدون آنزیم با استفاده از ساختار هترواستراکچر فسفر سیاه/گرافیت کربن نیترید (BP/g-CN) برای پایش گلوکز در عرق بدن توسعه یافته است. این حسگر با استفاده از تعاملات فسفر-نیتروژن، فعالیت اکسیداسیون گلوکز را بهبود می‌بخشد و دارای حساسیت بالا و مقاومت انتقال بار کمتری است. این حسگر به‌صورت یک پچ پوستی با لایه‌های میکروفلوئیدیک و چیپ ارتباط نزدیک (NFC) طراحی شده است که امکان پایش بلادرنگ گلوکز در عرق را فراهم می‌کند
حسگر پوشیدنی نوری با استفاده از فناوری پلاسمون سطحی (SPR)
به گزارش (arxiv) یک حسگر پوشیدنی نوری با استفاده از فناوری پلاسمون سطحی (SPR) و زیرلایه نانوسیم سیلیکونی نقره‌ای (Ag/SiNW) برای پایش غیرتهاجمی گلوکز در عرق بدن توسعه یافته است. این حسگر با استفاده از ۴-مرکاپتوفنیل بورونیک اسید (۴-MPBA) به‌صورت انتخابی گلوکز را شبیه‌سازی کرده و سیگنال نوری را از طریق پراکندگی رامان و تغییر SPR منتقل می‌کند. این حسگر دارای حساسیت بالا و قابلیت استفاده در شرایط واقعی است و می‌تواند به‌عنوان یک جایگزین غیرتهاجمی برای سیستم‌های پایش گلوکز سنتی مورد استفاده قرار گیرد.
حسگر پوشیدنی بدون باتری برای پایش گلوکز در عرق
به گزارش (nlm) یک حسگر پوشیدنی بدون باتری با استفاده از فناوری نانو برای پایش گلوکز در عرق بدن توسعه یافته است. این حسگر با اندازه‌گیری تغییرات در خواص نوری و الکتریکی پوست، غلظت گلوکز را در عرق بدن تخمین می‌زند. این حسگر دارای اندازه کوچک، وزن سبک و قابلیت اتصال بی‌سیم به دستگاه‌های موبایل است و می‌تواند به‌عنوان یک ابزار کم‌هزینه و راحت برای پایش گلوکز در بیماران دیابتی مورد استفاده قرار گیرد.
حسگر پوشیدنی برای پایش ترکیبات مختلف در عرق
به گزارش (mdpi) یک حسگر پوشیدنی جدید به نام HDROP برای پایش ترکیبات مختلف در عرق بدن توسعه یافته است. این حسگر قادر است علاوه بر نرخ تعریق و از دست دادن عرق، از دست دادن پتاسیم و سدیم و همچنین دمای بدن را نیز پایش کند. این حسگر می‌تواند در مدیریت بیماری‌هایی مانند دیابت و در بهینه‌سازی عملکرد ورزشی مورد استفاده قرار گیرد.
حسگر پوشیدنی برای پایش هیدراسیون بدن
به گزارش (arxiv) یک حسگر پوشیدنی جدید به نام HydroTrack برای پایش هیدراسیون بدن در حین فعالیت‌های ورزشی توسعه یافته است. این حسگر با استفاده از طیف‌سنجی ۱۸ کاناله و پردازش داده‌ها در لبه (edge computing)، قادر است وضعیت هیدراسیون بدن را با دقت بالا ارزیابی کند. این حسگر می‌تواند در پیشگیری از کم‌آبی و بهبود عملکرد ورزشی مورد استفاده قرار گیرد.این فناوری‌ها نشان‌دهنده پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه حسگرهای پوشیدنی برای پایش غیرتهاجمی شاخص‌های زیستی در عرق بدن هستند و می‌توانند در مدیریت بیماری‌ها، بهینه‌سازی عملکرد ورزشی و ارتقای سلامت عمومی نقش مهمی ایفا کنند.
کاربرد‌های عملی حسگرهای پوشیدنی
حسگرهای پوشیدنی نقش مهمی در پایش سلامت افراد دارند و می‌توانند نوسانات قند خون، فشار خون و ضربان قلب را تشخیص دهند.
همچنین کیفیت خواب را رصد کرده و با تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده، امکان پیش‌بینی خطر حمله قلبی یا سکته را فراهم می‌کنند. این فناوری‌ها نه تنها در حوزه فیزیکی، بلکه در سلامت روان و رفتار نیز کاربرد دارند و با حسگرهای EEG، سطح استرس، فعالیت مغزی و وضعیت ذهنی کاربران را پایش می‌کنند.
علاوه بر این، حسگرهای پوشیدنی در ورزش و توان‌بخشی نیز مفید هستند؛ آنها حرکت بدن را تحلیل کرده، فرم صحیح ورزش را اصلاح می‌کنند و سلامت عضلات و مفاصل را تحت نظر دارند. در محیط‌های کاری پرخطر، این فناوری‌ها می‌توانند فشار و دمای بدن کارکنان را پایش کنند و هشدار‌های فوری برای پیشگیری از حوادث ارائه دهند. حتی در حوزه تعامل دیجیتال، حسگرهای پیشرفته مانند فناوری (Silent Sense) امکان تایپ و کنترل دستگاه‌ها را بدون نیاز به گفتار فراهم می‌کنند و تجربه‌ای جدید از ارتباط با محیط دیجیتال ارائه می‌دهند.
آیا حسگرهای پوشیدنی فقط در حوزه سلامت کاربرد دارند؟
حسگرهای پوشیدنی امروزه فراتر از کاربرد‌های پزشکی عمل می‌کنند و در پنج حوزه اصلی تأثیرگذارند. اول، سلامت و پزشکی؛ حسگرهای پوشیدنی در این حوزه شامل پایش ضربان قلب، فشار خون، سطح اکسیژن و حتی قند خون غیرتهاجمی هستند و به بیماران مزمن، سالمندان و افراد در خطر سکته یا حمله قلبی امکان می‌دهند وضعیت سلامت خود را به‌صورت مداوم تحت نظر داشته باشند. همچنین این حسگر‌ها کیفیت خواب، سطح استرس و نشانه‌های اولیه بیماری‌ها را رصد می‌کنند و در توان‌بخشی پس از عمل یا آسیب‌های ورزشی نیز نقش مهمی دارند. حتی در مواردی مانند پایش رفتار‌های بیمارستانی یا تشخیص حمله‌های قلبی و مغزی، این فناوری‌ها به کاهش زمان واکنش و بهبود کیفیت درمان کمک می‌کنند.
دوم، ورزش و تناسب اندام؛ ورزشکاران و کاربران عمومی از حسگرهای پوشیدنی برای پایش تعداد قدم‌ها، کالری مصرفی، ضربان قلب و میزان اکسیژن خون استفاده می‌کنند. حسگرهای حرکت و شتاب‌سنج‌ها فرم و تکنیک ورزش را تحلیل کرده و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری می‌کنند.
سوم، سلامت محیط کار و ایمنی صنعتی؛ در محیط‌های خطرناک، حسگر‌ها می‌توانند ضربان قلب، دمای بدن، خستگی و حتی قرارگیری در معرض شرایط خطرناک محیطی را پایش کرده و هشدار‌های فوری ارائه دهند، که به پیشگیری از حوادث و افزایش کارایی کمک می‌کند.
چهارم، تعامل دیجیتال و ارتباطات؛ برخی حسگرهای پیشرفته، امکان کنترل دستگاه‌ها بدون لمس یا گفتار را فراهم می‌کنند، از جمله فناوری‌هایی که سیگنال‌های مغزی یا حرکات ظریف بدن را تشخیص می‌دهند. این کاربرد‌ها در بازی‌های ویدئویی، واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، تعامل با کامپیوتر و گوشی‌های هوشمند و حتی ارتباط برای افراد دارای ناتوانی گفتاری به کار می‌رود.
پنجم، پوشاک هوشمند و سبک زندگی؛ لباس‌ها، کفش‌ها و تشک‌های هوشمند می‌توانند فعالیت روزانه، خواب، دما و حتی میزان رطوبت بدن را پایش کنند و اطلاعاتی برای بهبود سبک زندگی، عادت‌های ورزشی و رفاه کلی فرد ارائه دهند. همچنین حسگرهای محیطی داخلی و خارجی، مانند سنسور‌های دما، رطوبت و کیفیت هوا، به کاربران امکان می‌دهند تصمیمات بهتری برای سلامت و آسایش روزمره خود بگیرند.
وضعیت حسگرهای پوشیدنی در ایران
در ایران، پژوهش و توسعه حسگرهای پوشیدنی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی در حال رشد است. پروژه‌های متعددی شامل توسعه پچ‌های عرق‌سنج برای اندازه‌گیری میزان اسیداوریک و سایر مولکول‌ها در عرق بدن، پارچه‌ها و تشک‌های هوشمند برای پایش خواب و فعالیت بدنی و سنسور‌های کوچک آزمایشگاهی برای پایش ضربان قلب و دمای بدن انجام شده است.
این تلاش‌ها نشان‌دهنده علاقه پژوهشگران و توان فنی ایران در زمینه فناوری‌های نوین پوشیدنی است، هرچند محدودیت‌هایی مانند نبود زیرساخت کامل تولید قطعات حساس، سرمایه‌گذاری محدود و اکوسیستم استارتاپی کوچک، چالش‌هایی برای توسعه صنعتی ایجاد کرده است.
علاوه بر این، نیاز به استانداردسازی، تاییدیه‌های بالینی و حفاظت از داده‌های کاربران، از موانع مهم در مسیر تجاری‌سازی این فناوری‌ها محسوب می‌شوند.
به گزارش (6wresearch) بازار حسگرهای پوشیدنی در ایران رشد قابل توجهی دارد با این حال محصولات پیشرفته هنوز وابسته به فناوری‌های خارجی هستند و هزینه تولید بالا است.
از سوی دیگر، چالش‌های جهانی مانند دقت و ثبات اندازه‌گیری در شرایط واقعی، مصرف انرژی و باتری، حفاظت از حریم خصوصی و دسترسی به فناوری‌های مدرن نیز بر بازار داخلی تأثیر می‌گذارند.
انتهای پیام/
