Singapur Ulusal Üniversitesi ve Tsinghua Üniversitesindeki araştırmacılar, kullanıcıların vücuduyla temas etmeden kalp atışı ve solunum gibi biyolojik sinyalleri takip edebilen yeni bir sensör geliştirdi. Nature Electronics dergisinde yayımlanan makalede tanıtılan bu sensör pilot kabini, hareket hâlindeki bir araba ya da otobüs gibi kapalı ortamlardaki kişilerin kardiyopulmoner (kalp ve akciğer) sinyallerini tespit etmek için kullanılabilecek. Hareket hâlindeki araçlarda kalp atış hızı ve solunum gibi yorgunluğun fizyolojik belirteçlerini ölçmek için tasarlanmış mevcut sensörlerde, çevresel gürültü nedeniyle zorluklarla karşılaşılıyor. Özellikle bu çalışmada, karşılaşılan zorlukların üstesinden gelmek için araçlarda yolculuk sırasında kullanılabilecek, temassız ve güvenilir sağlık takibi yapabilen bir otomotiv biyosensörü geliştirmeye odaklanıldı.
Xi Tian ve meslektaşları tarafından geliştirilen biyosensör, düzenli olarak sıralanmış nano ölçekteki geometrik yapılardan oluşturulan metamalzemelere dayanıyor. Araştırmacılar, sensörlerini üretmek için tarak şeklinde düzenlenmiş iletken iplikleri bir emniyet kemerine işleyerek, radyo dalgalarını yönlendiren ve insan vücuduyla kablosuz etkileşimleri güçlendiren bir yüzey tasarladılar. Bu tasarım, araç titreşimlerinden ve diğer yolculardan kaynaklanan çevresel gürültüyü azaltıyor ve giysiler aracılığıyla, algılanan sinyallerin fizyolojik verilere dönüştürülmesini sağlayan bir sinyal işleme hattı kullanıyor. Böylece bu yeni geliştirilen sensör, hareket hâlindeki bir araçta sürücünün kalp atışlarını ve solunumunu sürekli ve güvenilir bir şekilde izliyor. Araştırmacılar geliştirdikleri sensörün performansını bir pilot kabini simülatöründe ve hareket hâlindeki bir arabada gerçekleştirilen bir dizi testle değerlendirdiler. Emniyet kemerine entegre edilmiş sensörün, kullanıcıların vücuduna uyum sağladığını ve hareketli ortamda bile kardiyopulmoner sinyalleri güvenilir bir şekilde algıladığını buldular. Singapur’da çeşitli trafik koşulları altında 1,5 saatlik bir rota boyunca hareket eden bir araçta test edilen biyosensörün performansının etkilenmediği belirlendi. Ayrıca araştırmacılar bir pilot kabini simülatöründe uyku- uyanıklık tespiti için uyku sırasındaki kalp atış hızı değişikliklerini, geliştirdikleri sensör aracılığıyla izlediler.
Bu yeni biyosensör, sürücülerin fizyolojik sinyallerini izlemenin ve ölümcül kazaları önlemenin bir yolu olarak gelecekte otomobillerin, uçakların ve diğer ulaşım araçlarının emniyet kemerlerine entegre edilebilir.
Tian, araştırmalarının bir sonraki adımında sensörün radyo bileşenlerini minyatürleştirmeye ve uygun maliyetli seri üretim için sensörleri kompakt modüllere entegre etmeye odaklanacaklarını belirtiyor. Ayrıca yorgunluk, stres ve sürücü sağlığı gibi durumları tespit ederek değerlendirmek için, fizyolojik verileri yorumlayabilen algoritmalar geliştirmeyi de hedefliyorlar.
Kaynaklar:
