Водонепроникний носій може аналізувати піт, навіть коли ви плаваєте

Спортсмени на триатлоні світового чемпіонату Ironman 2018 були одними з перших, які випробували новий сенсор поту, який розробляють інженери Північно-західного університету. Як найкращі тріатлетки в світі плавали 2,4 милі, їздили на велосипеді на 100 миль, і пробігали марафон, ця крихітна носима прилипала безпосередньо до їхньої шкіри, як напівпрозора смужка, вимірюючи унікальну хімію кожної краплі поту - передаючи життєво важливі вимірювання. що може зробити або перервати інтенсивну гонку витривалості.

Що стосується спортивних датчиків, які можна носити, ми традиційно думаємо про моніторинг показників, таких як вихідна потужність або частота серцевих скорочень, які можуть допомогти спортсмену керувати своєю продуктивністю. Але носить поле розширюється, і вчені прагнуть виміряти більш широкий спектр факторів, які можуть вплинути на спортивні показники. Датчик поту є членом цього нового класу носимого технологій.

Він був розроблений Джон Роджерс, доктор філософії, інженерний професор в Northwestern і голова ради директорів компанії Epicore Biosystems - компанії, яка спеціалізується на гнучких пристроях для обробки шкіри, які контролюють рідини. Він розповідає Обернено що ранні випробування пристрою на Чемпіонаті світу з Ironman були успішними, і що вони намагатимуться запустити комерційну версію пристрою протягом року. Його Досягнення науки папери, опубліковані в п'ятницю, надають деякі подробиці щодо того, як патч насправді працює.

"Ми були зацікавлені в тому, щоб перевірити, чи будуть пристрої продовжувати працювати", - говорить Роджерс про випробування пристрою на Чемпіонаті світу з Ironman. "Вони бігають, вони плавають, їздять на велосипеді. Прилади виконали добре весь час, вони збирали піт та роблять readout як ми очікували. Спортсмени виявили, що пристрої надають цінну інформацію - вони не були руйнівними і ніяким чином не дратували.

Вимірювання втрати поту і хімії піт

Датчик поту Роджерса, який поки що не називається, не є першим датчиком поту. Він вважає, однак, що його дизайн і надійність відрізняють його. Новий документ вказує на те, що датчик повністю вільний від електроніки і базується на конструкції гнучкого клейового пластиру, який прилипає до шкіри, подібно до смуги.

"Ми збираємо по суті одну або дві краплі поту в цілому", говорить Роджерс. "Піт, коли він виходить з шкіри, негайно переходить у повністю закриті канали і резервуари, де ми можемо прочитати швидкість потовиділення, втрату потовиділення та хімію поту."

Звідти носить фактично функції, як термометр, Роджерс говорить. Коли піт заповнює канали, він або стає червоним, або синім. Відстань між цими двома червоними або синіми відмітками за годинниковою стрілкою вказує на те, скільки поту було втрачено - хоча ці дві позначки, розміщені на шкірі людини, досить слабкі:

Єдиним аспектом хімії поту цей пристрій може виміряти, принаймні, як зараз існує, рівень електролітів. Це помітно з двох причин. По-перше, деякі з авторів цієї роботи зайняті в Спортивному науковому інституті Gatorade, тому втрата електролітів, безумовно, відбувається в їх рульовій рубці. Тим не менш, підтримання електролітного балансу - особливо натрію - може бути важливим протягом тривалих подій витривалості. Більшість людей мають більш ніж достатньо натрію у своїх дієтах для початку, але для спортсменів, які керують марафонами і ультрамаратонами, є рекомендації щодо споживання натрію (особливо для «солоних светрів»).

У цьому носному вигляді використовується комбінація хімічних речовин, які реагують з молекулами, втраченими в поту. Як тільки втрата електроліту буде високою, піт, що потрапив у пластир, змінить колір, якщо все стає гострим:

"У нас є хімічний реагент, який змінює колір від світло-рожевого до темно-червоного в залежності від рівня електроліту", говорить Роджерс. "Просто на очах ви можете подивитися і побачити" О, мій рівень електроліту поту дуже високий, або він середній, або він низький. "Ви можете використовувати цю інформацію без будь-якої електроніки взагалі."

Тести на фактичних спортсменів

Папір, головним чином, стосується конструкції пристроїв, але він зазначає, що патч успішно відфільтрований піт від солоної води в плавання сесій для спортсменів Ironman. Він також дотримувався шкіри протягом більше двох годин «підводних операцій». Він називає суд на Ironman «пілотним дослідженням» - хоча він зазначає, що вони тестували його на «близько 250 спортсменів на цьому етапі», включаючи тенісистів і баскетболісти

В даний час пристрій не передає інформацію, наприклад, у мобільний додаток. Зараз пристрої будуть одноразові - для кожної гонки або тренувального заняття буде використано новий. Він також зазначив, що протягом року буде комерційний запуск і що він працює з "великим" партнером галузі.

"Ми досить глибоко впиваємося в тестування цих пристроїв, хоча я б сказав, що подія Ironman у Kona була найскладнішою, враховуючи всю різноманітність обставин, коли ви рухаєтеся через перегони", - додає він. "Ми були раді, що пристрої працюють дуже добре".

> Анотація: Неінвазивний, in situ біохімічний моніторинг фізіологічного статусу, через використання поту, може дозволити нові форми діагностики охорони здоров'я та персоналізованих стратегій гідратації. Останні досягнення в області збору поту та технологій зондування пропонують потужні можливості, але вони не ефективні для використання в екстремальних ситуаціях, таких як водні або посушливі середовища, через унікальні виклики для усунення перешкод / ​​забруднення навколишньої води, підтримання надійної адгезії в присутності в'язких сил тяги і / або енергійного руху, і запобігання випаровування зібраного поту. Ця стаття представляє матеріали та конструкції для водонепроникних, епідермальних, мікрофлюїдних та електронних систем, які прилипають до шкіри, що дозволяє здійснювати захоплення, зберігання та аналіз поту, навіть під час повної підводності. Польові випробування демонструють здатність цих пристроїв збирати кількісні вимірювання локального вмісту хлориду в позі, локальні втрати поту (і швидкість потову), а також температуру шкіри під час енергійної фізичної активності в контрольованих, внутрішніх умовах і в плаванні під відкритим океаном.