沙烏地阿拉伯大學研發「紙質手錶」:成本近於小米手環,功能更強大

作者 | 發布日期 2017 年 01 月 13 日 6:37 | 分類 晶片 , 材料 , 穿戴式裝置 follow us in feedly

近日,沙烏地阿拉伯一所大學研發出了一款新型「紙質手錶」。這款手錶和 Apple Watch 及 Samsung Gear 一樣,都有健康監測功能,但價格卻低得多。這款價格低廉的手錶結合了柔性感應器以及矽晶片元件,最大的特點在於,它的柔性感應器是用普通的家居用品製成,比如鋁箔或海綿。這種使用普通材料並採用模組化設計,大大降低了這款健康追蹤器的成本,讓更多人都能負擔得起。



這款手錶其實更像一條手環,因為它目前還無法察看時間。不過它的發明者──阿卜杜拉國王科技大學(King Abdullah University of Science and Technology,以下簡稱 KAUST)的研究人員,為這款健康追蹤器加入了一系列令人印象深刻的特徴:它能夠測量體溫、汗水、心率及血壓。尤其值得稱讚的是,它的柔性感應器元件可以隨時更換。

KAUST 的電氣工程師 Muhammad Mustafa Hussain 說:「未來,你可以走進一家藥房,購買所需要的感應器,然後像更換電池那樣輕鬆地插進手表裡。這將會給創新者和消費者帶來很大的彈性。」

對現代醫學來說,開發一款人人都可負擔的可穿戴裝置,並透過這個裝置即時監控人體的健康訊息,以此來偵測可預測健康或疾病的型態,將大有裨益。但大多數便宜的健康追蹤器主要功能就只有計步及睡眠監測。往往只有超過 50 美元的可穿戴裝置才具備測量體溫、汗水及心率的功能。

相比之下,這款手錶原型目前成本僅 25 美元,與小米手環 2 的售價相當。KAUST 的研究人員 Hussain 希望在未來 5 年裡,能夠每年減少製造成本 5 美元,直到所有人都能負擔。

這款手錶是建立在 Hussain 和他的同事之前的工作「紙質皮膚」(paper skin)上的,而所謂的紙質皮膚,就是利用簡單的家居材料建立 3D 堆疊結構的環境感應器。

在他們最新的工作中,KAUST 的工程師捨棄了原來的 3D 堆疊結構,轉而採用單層結構。其中溫度和濕度感應器是銀色的鋼筆在便利貼上畫出來的,壓力感應器則是用鋁箔、雙面膠和聚丙烯微纖維擦拭布製成的。

雷鋒網配圖,KAUST大學

(Source:Muhammad Mustafa Hussain/KAUST)

這些感應器位於最底層,上面覆寫的是可用來讀取資料的電路,第三層(中間層)是一層薄薄的矽基微處理器晶片,第四層是電池電路以及電源管理電路。最上面的第五層則包含了 RFID 標籤,而這個 RFID 標籤是用銀色的鋼筆在便利貼上畫出來,然後附上一塊柔性的無線電頻率晶片。這五層結構都裝在 3D 列印的外殼裡。

雖然這些感應器的材料普通,做法粗糙,但是卻透過包括 300 次彎曲和伸展的基礎壓力測試。在一名志願者身上測試的結果看來,手錶原型能達到的測量精度與 Apple Watch、Samsung Gear 大致相當,偏差大概在正負 5% 以內。

不過,研究人員表示未來將會繼續提高感應器精度,畢竟,就測量血壓而言, 5% 的偏差已經很嚇人了。

目前,這款手錶的原型正在使用中國科學院開發的軟體進行測試,未來將能夠搭配智慧手機使用。Hussain 和他的同事希望今年能成立一家致力為老年人提供健康監測服務的公司,而且,他們還計劃為這塊「手錶」增加時鐘功能。

(本文由 雷鋒網 授權轉載,首圖來源:Muhammad Mustafa Hussain/KAUST)

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