编译图/广州日报记者黄澜 不久前，美国工程师研发出全球首个全电子集成系统，可检测汗水，连续无害地监测多种汗水的生化物质。这项新技术为可穿戴设备打开了大门，当用户遇到过度疲劳、脱水或体温过高等健康问题时，这些设备可以立即发出警报。 新型可穿戴传感器可以从汗液中揭示什么？加州大学的工程师展示了研究结果。
准确来说，这套“敏感传感系统”可以根据用户皮肤的温度来测量汗液中的代谢物和电解质，并将数据实时同步到智能手机。尽管过去十年中消费电子产品中出现了许多健康监测系统，但研究人员表示，《自然》杂志上发布的这款新设备是世界上第一个全电子集成系统。 该项目的首席研究员、加州大学电气工程与计算机科学系教授 Ali Javey 表示：“人体汗液中含有丰富的生理信息，这提供了一种‘无害的可穿戴传感器’ “提供了一个有吸引力的测试产品。
然而，出汗过程很复杂，需要从多个方面提取有效的皮肤相关信息。因此我们开发了一个全电子集成系统，可以同时选择性地测量多种汗液分析物，并且分析数据可以无线传输到智能手机。
我们的工作为‘基于汗液的健康监测’开辟了一个新技术平台。” 为了设计和开发这种“汗液传感系统”，Jievi 和他的团队咨询了乔治·布鲁克斯（George Brooks），他是加州大学洛杉矶分校的运动生理学家和综合生物学教授。
Blocks表示，他对杰伟研究团队设计的传感器很着迷。 作为这项研究的共同作者，他认为制作可穿戴汗液传感器是令人难以置信的，因为这种新设备测量的代谢物和电解质对个人健康非常重要。 “借助非伤害性技术，有一天我们将能够知道自己的身体状况，而无需进行针刀手术。”他说。
从研究团队制作的样品中可以看到，一块柔性电路板上有五个传感器。这些传感器测量葡萄糖和乳酸等代谢物、钠和钾等电解质以及皮肤温度。
该集成系统允许研究人员测量皮肤温度并实时校准和匹配其他传感器的读数，因为葡萄糖和乳酸传感器的响应受温度影响很大。 与传感器相邻的是由现成的硅胶元件制成的无线传输电路板。
研究人员使用了10多个集成电路芯片来负责传感器计算、信号增强、体温变化适应和数据无线传输。此外，他们还制作了专门的应用程序（手机软件），用于将传感器数据同步到手机并连接智能手环和头带。 在实验中，研究人员将设备分发给进行各种室内和室外运动的志愿者。研究目标是骑自行车或户外跑步。
测试时间从几分钟到长达一个小时不等。通过一系列的测试，他们希望将来能够将所有电路功能集成到单个芯片上，这样可以减小设备的尺寸，并且可以一次测量更多的结果。
Brocks 认为，这种“传感器”充满潜力，未来可能会用于出汗以外的测量。他说：“既然这种‘可穿戴且无害的技术’能够很好地应用于运动员身上，那么可能会有更多的技术应用，比如测量对人们日常健康很重要的代谢物和电解质水平。或者为受伤或生病的人测量其他体液人们。
” 首席研究员杰伟表示，他们的长期目标是将这款设备应用于医疗应用研究。