模仿剪纸的心电传感器，让你感觉不到它的存在

来源：中国数字科技馆

图片来源：Cristian Bortes/Flickr,CC BY2.0

可穿戴设备不断发展，能够为消费者提供的信息量越来越大，这也要求传感器也更加贴合人体的轮廓。最近，一组研究者受日本剪纸艺术形式Kirigami原理启发，开发了一种新的方法，能够制造出更加柔软灵活的传感器。

在日本已有数百年历史，研究人员借助这一剪纸艺术设计开发一种片状传感，使这种传感器可以在收集心电数据的同时随皮肤伸展和呼吸。在发表于《应用物理评论》（Applied Physics Reviews）的论文中，日本研究人员研制的传感器利用了带有切口的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，在其上印制银电极，以贴合人的胸部监测其心脏。

该研究的第一作者、日本大阪府立大学（Osaka Prefecture University）的竹井邦晴（Kuniharu Takei）表示，“在可穿戴性方面，通过在可变形和弯曲的PET上应用Kirigami结构，得到的薄膜能够拉伸，像绷带一样跟随皮肤和身体运动。此外，Kirigami结构在PET薄膜上有物理孔洞，皮肤可以很容易地通过这些孔洞呼吸。”

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与严格要求只进行折叠操作的Origami折纸艺术不同，Kirigami艺术将裁剪操作也纳入了允许的范围。这种技艺使相对较硬的材料，如PET，也能够调整形状，贴合至弯曲的表面。

随着各个公司推出的新设备在穿戴时越来越不易引起注意，人们开始关注如何从背景噪音中优化提取来自心脏的电信号。类似该小组研究的紧密贴身设备是一个有吸引力的解决方案。

该研究小组发现，传感器的最佳尺寸约为200平方毫米，电极之间的距离为1.5厘米。在这种尺寸下，他们能够从心脏检测到足够的信号用于智能手机应用程序。

团队制造出了柔性的可穿戴心电检测器，并与手机App无线连接。来源：竹井邦晴

竹井说：“主要的挑战是在银电极和Kirigami的剪切之间并非精确对齐的情况下实现Kirigami结构。”他们的传感设备可以准确可靠地在多人之间传输心脏数据，并不妨碍这些人可以进行多种日常运动，例如走路或坐在椅子上工作。

该小组接下来的目标是整合更多的传感器，从皮肤表面测量多种类型的数据，以帮助疾病的早期诊断和未来的医疗试验。“我们认为新机制或新材料的发展给该领域带来了更好的影响。”竹井说，“然而，如果传感器的稳定性不提高，即便其性能出色，也无法实际应用。”

翻译：郑歆原

审校：武大可

引进来源：Eurekalert

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