นักวิจัยของ MIT พัฒนาวิธีการรวมเซ็นเซอร์เข้ากับผ้า
นักวิจัยของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้พัฒนาวิธีการรวมเซ็นเซอร์เข้ากับผ้ายืด ทำให้พวกเขาผลิตเสื้อหรือเครื่องนุ่งห่มที่สามารถตรวจสอบสัญญาณชีพ เช่น อุณหภูมิ การหายใจ และอัตราการเต้นของหัวใจ
เสื้อที่ฝังเซ็นเซอร์นั้นสามารถซักด้วยเครื่องซักผ้าได้ตามปกติและสามารถปรับแต่งให้พอดีกับร่างกายของผู้สวมใส่ นักวิจัยจินตนาการว่าเซ็นเซอร์นี้สามารถใช้ในการเฝ้าระวังผู้ป่วยที่อาศัยอยู่ที่บ้านหรือในโรงพยาบาล รวมถึงใช้กับนักกีฬาและนักบินอวกาศ
Canan Dagdeviren ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านมีเดียทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ กล่าวว่า “เราสามารถฝังเซ็นเซอร์ที่ผลิตในห้องปฏิบัติการลงในสิ่งทอที่ทุกคนสวมใส่ในชีวิตประจำวัน และสามารถปรับแต่งเพื่อผลิตเป็นเสื้อสำหรับผู้ที่ต้องการข้อมูลทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ อัตราการหายใจ และข้อมูลอื่น ๆ”
ทีมงานของ Dagdeviren ประกอบด้วย Irmandy Wicaksono นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา รวมถึงนักศึกษาระดับปริญญาตรีหลายคนที่มีส่วนร่วมในการศึกษาผ่านโปรแกรมเพื่อโอกาสทำงานวิจัยสำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรี (UROP)
นักวิจัยกลุ่มอื่น ๆ ได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่มีลักษณะบางซึ่งสามารถวัดอุณหภูมิและสัญญาณชีพได้เช่นกัน แต่เซ็นเซอร์ดังกล่าวมีความละเอียดอ่อนทำให้ต้องติดเทปไว้กับผิวหนัง กลุ่มวิจัย Conformable Decoders ที่มีเดียแล็บได้ผลิตเสื้อที่มีลักษณะเหมือนกับเสื้อที่สวมใส่ประจำวันโดยใช้ผ้ายืดที่มีเซ็นเซอร์แบบถอดได้ฝังอยู่
ในกรณีของสิ่งทอไม่ได้ทำงานด้วยระบบไฟฟ้า เซ็นเซอร์เป็นเพียงองค์ประกอบของเสื้อ ดังนั้นคุณสามารถสวมใส่เสื้อได้อย่างสะดวกสบายในระหว่างทำกิจกรรมประจำวัน เป้าหมายของเราคือการวัดอุณหภูมิ การหายใจ ความเร่งของร่างกายขณะออกกำลังกายโดยไม่ต้องใช้ตัวยึดหรือเทปใด ๆ
เซ็นเซอร์ประกอบด้วยแถบความยาวที่ยืดหยุ่นได้ห่อหุ้มด้วยอีพอกซี (Epoxy) จากนั้นถักถอลงในเนื้อผ้าโดยจะมีช่องเล็ก ๆ ให้เซ็นเซอร์สัมผัสกับผิวหนัง นักวิจัยได้ออกแบบเสื้อต้นแบบที่มีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิจำนวน 30 ตัวและเซ็นเซอร์วัดความเร่งที่สามารถวัดการเคลื่อนไหวของผู้สวมใส่ อัตราการเต้นของหัวใจ และอัตราการหายใจ โดยเสื้อดังกล่าวสามารถส่งข้อมูลแบบไร้สายไปยังสมาร์ทโฟนได้
นักวิจัยได้เลือกผ้าที่มีการผสมโพลีเอสเตอร์ที่มีคุณสมบัติในการระบายอากาศและความชื้นคล้ายกับเสื้อรัดกระชับกล้ามเนื้อที่สวมใส่ระหว่างออกกำลังกาย เมื่อฤดูร้อนปีที่ผ่านมานักวิจัยจำนวนมากใช้เวลาในการทดลองเพื่อให้ได้วัสดุที่เหมาะสมในการผลิตเสื้อที่โรงงานในเมืองเซินเจิ้น ประเทศจีน
“เมื่อมองดูภายนอกคุณจะเห็นว่าเหมือนเสื้อยืดธรรมดา แต่ด้านในคุณจะเห็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สัมผัสกับผิวหนังของคุณ” Dagdeviren กล่าว
ถึงแม้ว่าจะมีการฝังเซ็นเซอร์อยู่ภายในเสื้อแต่เสื้อดังกล่าวสามารถนำไปซักได้ตามปกติ และยังสามารถถอดเซ็นเซอร์เพื่อไปใส่ยังเสื้อตัวอื่นได้
นักวิจัยได้ทดสอบเสื้อต้นแบบโดยการสวมใส่ออกกำลังกายในโรงยิมเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อัตราการเต้นของหัวใจ และอัตราการหายใจ นักวิจัยสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน
เสื้อดังกล่าวสามารถผลิตให้เหมาะสมตามอายุและรูปร่างของผู้สวมใส่ เธอวางแผนที่จะเริ่มพัฒนาเครื่องนุ่งห่มประเภทอื่น ๆ เช่น กางเกงขายาว ฯลฯ โดยจะทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์ในการตรวจสอบระดับออกซิเจนในเลือด และตัวชี้วัดสุขภาพอื่น ๆ
เซ็นเซอร์ดังกล่าวมีประโยชน์ต่อการแพทย์ทางไกลทำให้แพทย์สามารถเฝ้าดูอาการของผู้ป่วยได้โดยที่ผู้ป่วยอาศัยอยู่ที่บ้าน หรือตรวจสอบสุขภาพของนักบินอวกาศขณะอยู่ในอวกาศ
“คุณไม่จำเป็นต้องเดินทางไปพบแพทย์หรือสนทนาผ่านทางวิดีโอคอล ฉันคิดว่าแพทย์จะสามารถนำข้อมูลที่ได้จากการรวบรวมเพื่อใช้ประกอบการประเมินและช่วยเหลือผู้ป่วยได้มากขึ้น” Dagdeviren กล่าว
งานวิจัยนี้ได้รับทุนจาก MIT Media Lab Consortium และ NASA Translational Research Institute for Space Health Seed Grant from the MIT Media Lab Space Exploration Initiative.
ที่มา :
1. MIT News: “Sensors woven into a shirt can monitor vital signs”, by Anne Trafton, April 23, 2020
2. Fibre2Fashion: “MIT team creates fabrics with embedded sensors”, by Fibre2Fashion News Desk (SV), May 2, 2020
เรียบเรียงโดย : อิสเรศ วงศ์เสถียรโสภณ (ศูนย์ข้อมูลและดิจิทัลอุตสาหกรรม สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ)