Vodotesné nositeľné môže analyzovať pot, aj keď ste plávanie

Športovci na triatlone Ironman World Championship v roku 2018 patrili medzi prví, ktorí testovali nový senzor potenia vyvíjaný inžiniermi na Northwestern University. Ako najlepší triatlonisti na svete plávali 2,4 míľ, na bicykli 100 míľ a bežali maratón, táto drobná nositeľná priliehala priamo na kožu ako priesvitná náplasť, ktorá meria jedinečnú chémiu každej kvapky potu - dopravné vitálne merania ktoré môžu spôsobiť alebo zlomiť intenzívny vytrvalostný závod.

Pokiaľ ide o prenosné snímače v športe, tradične si myslíme, že monitorovacie metriky, ako napríklad výkon alebo srdcová frekvencia, môžu pomôcť športovcovi riadiť ich výkon. Nositeľné pole sa však rozširuje a vedci sa snažia merať širšiu škálu faktorov, ktoré môžu ovplyvniť športový výkon. Senzor potu je členom tejto novej triedy nositeľnej techniky.

Vyvinul ho John Rogers, Ph.D., profesor inžinierstva na Northwestern a predseda predstavenstva spoločnosti Epicore Biosystems - spoločnosť, ktorá sa špecializuje na flexibilné zariadenia na monitorovanie tekutín. Hovorí obrátený že prvé testy zariadenia na majstrovstvách sveta Ironman boli úspešné a že sa budú snažiť spustiť komerčnú verziu zariadenia v priebehu roka. Jeho Pokroky v oblasti vedy papier, vydaný v piatok, poskytuje niektoré podrobnosti o tom, ako náplasť skutočne funguje.

"Mali sme záujem vidieť, či by zariadenia zostali, úprimne povedané," hovorí Rogers o skúške zariadenia na majstrovstvách sveta Ironman. „Behajú, plávajú, sú na bicykli. Zariadenia fungovali po celú dobu dobre, zbierali pot a robili odpočítavanie, ako sme očakávali. Športovci zistili, že zariadenia poskytovali hodnotné informácie - neboli nijako rušivé alebo akýmkoľvek spôsobom dráždili. “

Meranie straty potu a chémie potu

Senzor potu Rogers, ktorý je zatiaľ nemenovaný, nie je prvým senzorom potu. Verí však, že jeho dizajn a robustnosť ho odlišujú. Nový dokument poukazuje na to, že senzor je úplne bez elektroniky a je založený na dizajne flexibilnej lepiacej náplasti, ktorá sa lepí na pokožku ako pomôcka.

"Zhromažďujeme v podstate jednu alebo dve kvapky potu," hovorí Rogers. „Pot, ktorý sa vynorí z kože, sa okamžite dostane do úplne uzavretých kanálov a zásobníkov, kde môžeme odčítať rýchlosť potu, stratu potu a chémiu potu.“

Odtiaľ nositeľné nohavičky skutočne fungujú ako teplomer, hovorí Rogers. Keď pot zaplní kanály, zmení sa na červenú alebo modrú. Vzdialenosť medzi týmito dvoma červenými alebo modrými značkami v smere hodinových ručičiek udáva, koľko potu sa stratilo - hoci tieto dve značky, keď sú umiestnené na ľudskej pokožke, sú dosť slabé:

Jediným aspektom chémie potu, ktorú toto zariadenie môže merať, aspoň ako je v súčasnosti, sú hladiny elektrolytov. To je pozoruhodné z dvoch dôvodov. Po prvé, niektorí autori tohto článku sú zamestnaní v Gatorade Sports Science Institute, takže strata elektrolytov je určite v ich kormidlovni. Napriek tomu môže byť udržanie rovnováhy elektrolytov - najmä sodíka - dôležité v priebehu dlhodobých vytrvalostných udalostí. Väčšina ľudí má vo svojej strave viac ako dosť sodíka, ale pre športovcov, ktorí prevádzkujú maratóny a ultramaratóny, existujú smernice pre príjem sodíka (najmä pre „slané svetre“).

Táto nositeľná využíva kombináciu chemikálií, ktoré reagujú s molekulami stratenými v pote. Akonáhle dôjde k strate elektrolytu, pot upchaný v náplasti zmení farbu, ak sa veci stávajú hroznými:

„Máme chemické činidlo, ktoré mení farbu z svetloružovej na tmavočervenú v závislosti od hladín elektrolytov,“ hovorí Rogers. „Len po oku sa môžete pozrieť a vidieť“ Oh, moja hladina elektrolytu potu je veľmi vysoká, alebo je to médium, alebo je nízke. “Tieto informácie môžete používať bez akejkoľvek elektroniky.“

Testy skutočných športovcov

Príspevok sa väčšinou zaoberá stavbou zariadení, ale poznamenáva, že náplasť úspešne odfiltrovala pot zo slanej vody v plaveckých sedeniach pre športovcov Ironman. Taktiež sa držal na koži viac ako dve hodiny „podvodných operácií“. Nazýva Ironmanskú skúšku „pilotnou štúdiou“ - hoci poznamenáva, že ju testovali na „približne 250 atlétoch v tomto bode“, vrátane tenisových hráčov a basketbaloví hráči

Zariadenie v súčasnej podobe neprenáša informácie napríklad do mobilnej aplikácie. Práve teraz by boli zariadenia na jedno použitie - pre každý závod alebo tréning by ste použili nový. Uviedol tiež, že v priebehu roka dôjde k komerčnému spusteniu a že spolupracuje s „veľkým“ priemyselným partnerom.

"Sme dosť hlboko v testovaní týchto zariadení, aj keď by som povedal, že Ironman udalosť v Kona bola najnáročnejšia, vzhľadom na všetky rôzne okolnosti, ako sa pohybujete v pretekoch," dodáva. "Boli sme radi, že zariadenia fungujú celkom dobre."

> abstrakt: Neinvazívne, in situ biochemické monitorovanie fyziologického stavu pomocou potu by mohlo umožniť nové formy diagnostiky zdravotnej starostlivosti a personalizované stratégie hydratácie. Nedávne pokroky v technológiách zberu a snímania potu ponúkajú silné schopnosti, ale nie sú účinné na použitie v extrémnych situáciách, ako sú vodné alebo suché prostredie, kvôli jedinečným výzvam pri odstraňovaní rušenia / kontaminácie z okolitej vody, udržiavania robustnej adhézie v prítomnosti viskózneho prostredia. ťahové sily a / alebo prudký pohyb a zabraňujúce odparovaniu zozbieraného potu. Tento článok predstavuje materiály a návrhy pre vodotesné, epidermálne, mikrofluidné a elektronické systémy, ktoré sa držia na koži, aby umožnili zachytenie, skladovanie a analýzu potu, aj keď sú úplne pod vodou. Terénne pokusy demonštrujú schopnosť týchto zariadení zhromažďovať kvantitatívne in situ merania lokálnej koncentrácie chloridu potu, lokálnej straty potu (a rýchlosti potu) a teploty kože počas intenzívnej fyzickej aktivity v kontrolovaných, vnútorných podmienkach a pri plávaní v otvorenom oceáne.