新技术将传感器嵌入服装以监测生命体征

麻省理工学院 （ MIT ） 的研究人员开发了一种将传感器嵌入弹性服装面料中的技术，为在一天中监测体温、呼吸和心率等生命体征铺平了道路。此外，这些合身和嵌入传感器的服装可机洗。

研究人员表示，这些服装可用于远程跟踪患者的健康状况，从在家或在医院生病的人到监测运动员的身体活动。它也可用于远程医疗，这在 COVID-19 大流行期间对于越来越多地与患者远程联系的医生来说尤其有用。

麻省理工学院媒体艺术与科学专业的 LG 电子职业发展助理教授 Canan Dagdeviren 在声明。_ “这些都是可定制的，所以我们可以为任何需要从他们的身体中获取一些物理数据（如温度、呼吸率等）的人制作服装。”

服装通过压缩工作，传感器接触皮肤。传感器可以从弹性材料上取下，衣服可以用嵌入其中的传感器清洗。

根据发表在科学杂志《 自然》上的研究人员的论文，这个纺织平台可以使用标准的高通量纺织制造和服装图案技术定制成各种形式、尺寸和功能。与压缩衬衫类似，研究人员所称的可拉伸电子纺织品贴身服 （E-TeCS） 允许电子设备与皮肤之间的接触，压力约为 25 mmHg。研究人员表示，这可以提高身体舒适度并提高皮肤传感器读数的精度。

套装（服装）采用定制面料定制，可与各种传感器和互连集成为灵活、可拉伸的电子条。纺织平台由用于编织这些电子条的通道或口袋组成。

研究人员表示，传感器 IC 和互连是使用两层工业柔性印刷电路板 （PCB） 工艺开发的，并增加了芯片和无源元件组装以及热塑性聚氨酯 （TPU）（TE-11C，杜邦公司）和封装的步骤。可清洗密封剂（PE773，杜邦）。

由于机械声惯性传感，E-TeCS 可以以 0.1°C 的精度和 0.01°C 的精度检测皮肤温度，以及以 0.0012 m/s 2的精度检测心率和呼吸。

研究人员还发现，针织纺织电子产品在 1，000 次拉伸循环下可拉伸高达 30%，而不会显着降低机械和电气性能。

研究人员说，服装为集成电子设备以监测通过皮肤的生理过程提供了一个理想的平台。因此，集成到纺织品中的电子设备可以提供多种优势，例如增强用户的移动性和舒适度。

研究人员指出，已经做出了各种努力将电子产品整合到纺织品中。然而，它们中的许多不能用于大面积传感，并且不允许“在电子服中应用皮肤接触传感的可拉伸性”，并且大多数只能测量特定接触位置的单个参数。

麻省理工学院的研究人员开发了一种技术，该技术将薄、可定制和适形的电子设备（包括互连线和现成的 IC）与塑料基板相结合，可以使用高通量制造方法将其编织成针织纺织品。就像紧身衣一样，它提供电子设备和皮肤之间的接触。

为了证明可制造性，研究人员设计并制造了七个不同的模块：四个温度传感模块、一个惯性传感模块和两个互连模块。它们在 25 × 27.5 厘米的柔性板（FPCB，KingCredie）上安装了 66 个温度传感器和 20 个互连条。

就嵌入在结构中的传感器网络架构而言，每个传感器都可以通过水平互连相互连接，信号由外部层收集，外部层由蓝牙低功耗 （BLE） 模块、微处理器、和一个电源。

该团队开发了一件原型衬衫来展示传感器集成织物的可扩展性。研究人员表示，它展示了以卷对卷方式制造嵌入传感器的织物的可能性，这种织物可以切割成任何尺寸、连接起来并针对各种需求和应用进行定制。

该团队计划开发其他类型的服装，如裤子，并结合额外的传感器来监测其他健康指标，如血氧水平。