تماشا کنید: علی جاوه‌ای و معرفی مچ‌بند هوشمند سلامتی

شاید فکر کنید عرق کردن شما هیچ ارتباطی به وضعیت سلامتی‌تان ندارد؛ ولی حقیقت این است که عرق شما حاوی اطلاعات زیادی درباره‌‌ی وضعیت بدن شما است. اما به دست آوردن این اطلاعات همیشه کار ساده‌‌ای نبوده است. پژوهشگران در دانشگاه برکلی با نگاهی به آینده‌‌ای که در آن ابزارهای هوشمند پوشیدنی نه تنها فعالیت و نبض، بلکه خستگی عضلات و کم آبی بدنتان را تشخیص بدهند، حسگرهای هوشمندی را توسعه داده‌اند که می‌‌تواند مواد زیست-شیمیایی بدنتان را که در عرق بدن شما موجود است مورد بررسی و تحلیل قرار دهد.

در حقیقت عرق بدن انسان حاوی اطلاعات بسیاری از بدن اوست که همین مورد آن را به یکی از بهترین مواد برای تشخیص‌‌های غیر تهاجمی بدل می‌‌کند؛ با این حال ترکیب شیمیایی عرق بسیار پیچیده است و استخراج داده‌‌های معنی دار درباره‌‌ی وضعیت بدن از آن بسیار دشوار است و نیاز به اندازه گیری تعدادی از نشانه‌‌ها به صورت همزمان دارد. به همین جهت این گروه سامانه‌‌ی یکپارچه‌‌ای را توسعه دادند که بتواند به صورت همزمان و انتخابی آنالیت‌‌های زیادی را مورد بررسی قرار دهد و داده‌‌های آن را به سادگی به تلفن همراه فرد منتقل کنند تا در آنجا مورد تحلیل قرار بگیرند.

جاوه‌‌ای و تیمش این مچ‌بند را به گونه‌‌ای طراحی کرده‌اند که فرد می‌‌تواند به سادگی یک ساعت، آن را بپوشد و به فعالیت روزانه خود بپردازد. برای این کار آن‌‌ها آرایه‌‌ای از حسگرها را بر روی مدارهای منعطفی ساخته‌اند که می‌‌تواند سوخت و ساز گلوکز و لاکتات را در کنار سطح پتاسیم و سدیم و البته دمای بدن فرد اندازه‌گیری کند.

در کنار آرایه‌‌ی حسگرها، مدار الکترونیکی بی‌سیمی شامل ریزپردازنده و چیپ‌‌ها قرار دارد که داده‌‌های به دست آمده را تحلیل و ارسال می‌‌کند. با اندازه‌گیری غلظت مواد زیست-شیمیایی گوناگون موجود بر روی پوست و البته دمای بدن، این سامانه می‌‌تواند اطلاعات زیادی درباره‌‌ی وضعیت فیزیکی بدن فردرا ارائه دهد. برای مثال با اندازه‌گیری سطح پتاسیم و سدیم، این دستگاه می‌‌تواند معیاری از میزان آب بدن را نمایش دهد. همچنین با اندازه گیری لاکتات، نشانگری از میزان خستگی عضلات فرد به دست می‌‌آید.

این گروه همچنین، حسگرهای عرق خود را درون یک مچ‌بند و یک سربند قرار دادند و با آزمودن تعدادی از داوطلبین در حین ورزش‌‌هایی همچون پیاده‌روی یا دوچرخه‌سواری، داده‌‌های به دست آمده را از طریق برنامه‌‌ی تلفن‌هوشمند تحت‌نظر قرار دادند تا از عملکرد دستگاه در شرایط ورزشی نیز اطمینان حاصل کنند.

به گفته‌‌ی جورج برکس استاد بیولوژی دانشگاه برکلی، دستگاهی که جاوه‌‌ای و تیمش ساخته‌اند بسیار اهمیت دارد؛ چرا که می‌‌تواند سوخت‌وساز و الکترولیت‌‌های بدن فرد را که برای سلامتی بسیار مهم هستند، مورد بررسی قرار دهد. برای بررسی اثر ورزش بر فیزیولوژی بدن انسان‌‌ها معمولا از نمونه‌‌های خون استفاده می‌‌شود که روشی تهاجمی به شمار می‌‌آید؛ در حالی که این روش کاملا غیر تهاجمی است.

البته پیش از این تلاش‌‌های مشابهی برای دستیابی به چنین هدفی صورت گرفته است و دانشگاه برکلی در این زمینه تنها نیست. برای نمونه، دانشگاه سینسیناتی نیز تلاش مشابهی را در جهت اندازه‌گیری سدیم و کلر موجود در عرق افراد انجام داده بود. همچنین برخی از پژوهشگران مکزیکی از تحلیل عرق برای بررسی مصرف الکل در رانندگان استفاده کرده بودند.

اگرچه این روش بسیار موثر و کارآمد است، ولی هنوز تا عرضه‌‌ی چنین ابزارهایی برای عموم مردم فاصله زیادی داریم و فازهای توسعه‌‌ای بسیاری تا رسیدن چنین ابزارهایی به بازار وجود دارد. افزون بر این، میزان عرق کردن افراد و ترکیبات آن بسته به فرد و باکتری‌‌های موجود بر روی پوست متفاوت خواهد بود؛ بنابراین تا رسیدن به نتایج دقیق و قطعی از این ابزار، نیاز به آزمایش‌‌های بسیار بیشتری است.

با توجه به آنچه که گفته شد، پژوهشگران امیدوارند این فناوری بتواند راه‌‌های جدیدی را برای اندازه گیری سلامتی بدن افراد ارائه کند و در آینده‌‌ای نزدیک ابزارهایی با کاربردهای مشابه بسیاری توسعه داده شوند. گذشته از افراد ورزشکار، این محصول یا محصولات مشابه می‌‌توانند نقش مهمی در سلامت عمومی افراد عادی جامعه بازی کنند؛ به صورتی که با پایش دائمی مایعات بدن بتوان از بسیاری از بیماری‌‌ها پیش از رسیدن به حد بحرانی جلوگیری کرد.

لینک دانلود

نتایج و جزئیات این پژوهش در نشریه‌‌ی علمی معتبر Nature به چاپ رسیده است.