崛起中的符文科技
2015-07-09
未來的某一天,一種能夠監測生命體征的臨時電子紋身將大受歡迎。
而在過去的幾年中,伊利諾伊州立大學的材料學家John Rogers一直致力於研究他的所鍾愛的項目:生物戳(Biostamp),正如其名的是,這種設備是一種微型的電子戳,一般很小,通過無縫連接粘到身體的任何部位。通過你的移動設備(比如手機)進行無線供電,依靠內部的嵌入式傳感器它能夠全天候的採集你的多種生命體征參數。除此之外,他還能分析你分泌的汗液中的化學成份,血壓、紫外線輻射等等。這種生物戳能夠顛覆傳統的醫學監控方式。想象一下,如果能夠全天候的穿戴這種生物戳,然後遠端的醫生在發現你這幾天的血壓比較高時,通過手機傳來了一些生活調整,還真是方便。
傳統的臨床體檢對於醫生和病人來說都是件麻煩事,一般醫生需要先檢查你的血壓、體溫等數據,如果發現異常,他就會建議你通過一些複雜的設備做一些更加複雜的檢查,可能是一次心電圖、或者核磁共振,x光之類的。
這種生物戳能夠像皮膚一樣拉伸,內部的電路也是有彈性的,還能夠通過無線模式供電。蝴蝶形狀的生物戳能夠監控紫外線強度,中間的生物戳能夠檢測汗液中的成分,最右邊的生物戳能夠檢測血壓變化。
大約不到10年的時間,這種生物戳就能普及,同時對應的能夠連線生物戳的手機APP也將發布出來。之後,除非萬不得已,你將不用跑去醫院折騰一番。除此之外,生物戳能夠採集到更加豐富的體征參數,為醫生的診斷提供更加詳實的依據,對你病情惡化的過程的記錄也更詳細。
Rogers和他的同事們在2008年的時候開始生物戳的研發工作,之後,他以此建立了一個公司--MC10,用於推廣商業化的健康監控傳感器。目前MC10擁有60名全職員工,獲得了約6000萬刀的風投資金。不過目前公司只有一件產品在市場銷售:Checklight,能夠監控運動員頭部運動時的加速度。而對生物戳,公司之間的競爭其實很激烈。比如,護髮、護膚品生產公司歐萊雅之前也做過類似的產品,不過現在他們正在合作研發一種能夠監控皮膚下的熱量傳遞的生物戳。這種生物戳中有一個微型熱發生器和一個溫度傳感器。這種生物戳能夠監控人體皮膚的水合作用(hydration),還能監控皮膚的生命周期。
他們(歐萊雅)的全球副總裁Guive Balooch說:我很樂意看到這種貼在皮膚上的美麗小印花能夠及時提醒人們做護膚,以便他們顯得更加年輕。
還有些研究小組致力於通過生物戳來測量空中交管人員的心理壓力。當人處於高壓狀態,他們的手部溫度會上升,如果發現這種情況,就會自動給他們注射一些安定(stress reliever drug )?
生物戳一般有一個可伸縮的超薄橡膠和內置的電路組成,為了壓縮這些電路,他們先通過常用的半導體材料製作晶體管、二極管、電容和一些其他電子元件。除了常見的硅,他們還是用砷化鎵、氮化鎵等材料。還有些比較罕見的半導體芯片,有點像奧利奧,構成一種夾層結構。最後還需要通過化學蝕刻除去額外的部分。
當軟化的硅壓入到晶體中,生物戳就大致完成了,剩餘的空間可以用來添加其他的電子元件,擴展設備功能。接着,生物戳會將他們放入到一個臨時的襯底上,襯底一般是一個塑料的板子。接着會通過標準的光蝕刻過程,將他們與銅導體相連,來保證連接的可伸縮性(我也不太懂這種工藝,求科普)。總之製作過程很複雜啦。最後你能買到的就是一種類似於小時候我們買到的貼畫一樣的生物戳,想用的時候,就撕下來一張,貼在身上。
除此之外,東京大學的一個研究小組也在研究這種電子皮膚(e-skin),他們希望通過將這種電子皮膚用於製造機械人,通過機械人與人類發生接觸來檢測人體的各項指標。這樣,即便你不想給自己臉上蓋章也能進行檢測了。斯坦福的研究人員也在研究相關的有機半導體,希望製造出與人類皮膚一樣靈敏的電子膜。加州聖地亞哥分校的研究人員研究一種直接將傳感器繪製在皮膚的上的電子油墨。
總的來說,一大波科學家正在為符文科技添磚修瓦,不知道後期是否能推出更加強力的符文技能。
zmescience & Spectrum IEEE