自出现临时,皮肤附着电十多年前,nic纹身就已经发展到可以测量心脏活动、追踪肺炎、测量压力水平等等,研究人员一直在努力解决一个重大的后勤挑战:如何在不影响性能的情况下将纹身应用于多毛的皮肤?
为了解决这个问题,德克萨斯大学奥斯汀分校和加州大学洛杉矶分校的研究人员借用了普通纹身的方法。研究人员开发了一种导电墨水,可以直接打印在病人的头部表面,并测量他们的脑电波。
这些电子纹身作为脑电图(EEG)的传感器,这是一种测量大脑电活动的医学测试。脑电图可以帮助诊断和监测脑肿瘤、睡眠障碍和其他脑部问题。
“脑电图的终极目标是一种传感器,病人可以长时间佩戴,在临床环境之外,不需要经常维护,”电子纹身的先驱、科克雷尔工程学院航空航天工程与工程力学系教授、该项目的负责人之一卢楠舒说。“我们开发的东西为更多的移动脑电图传感打开了大门。”
目前最好的脑电图设备包括一个帽和坚硬或柔软的电极,这些电极通过许多长电线连接在头上。用手测绘病人的头部可能需要几个小时,而且黏糊糊的电极会很快变干。
这种新方法发表在《细胞生物材料》杂志上,它使用相机来绘制个人头部的数字形状。研究人员开发了一种算法,专门为个人设计脑电图传感器,并告诉机器人打印机在哪里放置导电墨水。
打印机不接触病人。它使墨水的速度足以穿透头发——尽管到目前为止,研究人员只在短发患者身上取得了成功。除了打印传感器和连接器外,还使用短电缆将打印的电子纹身连接到小型商用脑电图记录仪。
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脑机接口允许人们只用意念控制设备。这项技术可以帮助有认知障碍的人过上更好的生活。近年来,Millán利用脑机接口技术开发了一种脑动力轮椅和一种思维驱动的决策游戏。
Millán表示:“这种设计非常低调,用户在机械上难以察觉。”“事实上,这种设备需要更少的设置和维护,用户最终可以戴上帽子或头盔,这意味着我们可以实现更长的记录时间,并更多地了解他们的大脑活动。”
展望未来,研究人员有两个主要目标:第一个是提高将其应用于长发患者的能力。卢提到了机器人手指和梳子,它们可以快速分离头发,从而实现打印。
第二种方法是增加油墨的摩擦阻力。今天,它会在洗澡或睡觉时被擦掉。然而,研究人员的目标是提高墨水的坚固性,这样病人就可以在晚上睡觉时不把墨水擦掉。这对于监测日常生活中的睡眠障碍和其他不可预测的情况(如癫痫)尤其有用。