'Hình xăm điện tử' giúp phát hiện căng thẳng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở Austin đã phát triển một "hình xăm điện tử" tạm thời cho lòng bàn tay có thể theo dõi sự phấn khích và căng thẳng bằng cách sử dụng tính dẫn điện của da. Hình xăm điện tử có thể là một cách đáng tin cậy để những người mắc các bệnh như lo lắng hoặc trầm cảm theo dõi cảm xúc của họ.

Nanshu Lu, giáo sư tại Đại học Texas tại Trường Kỹ thuật Cockrell của Austin, cho biết hình xăm điện tử có thể cho phép bệnh nhân theo dõi mức độ căng thẳng mà không cần đeo thiết bị y tế cồng kềnh.

"Đây là một hình xăm siêu mỏng và vô hình. Nhưng về mặt cơ học, nó đủ đàn hồi để tồn tại trong mọi loại … hoạt động”, Lu cho biết. Hình xăm trên lòng bàn tay tồn tại trong 15 giờ trong khi các đối tượng thực hiện các hoạt động hàng ngày như lái xe, ăn uống và tập thể dục.

Hình xăm điện tử là gì?

Trong nhiều thập kỷ, các bác sĩ đã đặt các điện cực lên cơ thể để đọc các tín hiệu điện từ não và tim. Các thiết bị điện tử cho biết về sức khỏe, chẳng hạn như máy đo huyết áp, thường được sử dụng tại các cơ sở y tế.

Theo Aaron Franklin, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Duke, một số "hình xăm điện tử" đầu tiên được tạo ra để vận chuyển các loại thuốc như opioid. Ông cho biết, trong 5 đến 10 năm qua, đã có sự thúc đẩy phát triển các cảm biến điện tử có thể đeo được, như máy theo dõi Fitbit và đồng hồ thông minh, để theo dõi sức khỏe suốt cả ngày thay vì phải đến khám tại các cơ sở y tế.

Lu đã nghiên cứu về hình xăm điện tử hơn 12 năm. Bà đã tạo ra một hình xăm ngực có thể co giãn để theo dõi sức khỏe của tim và đã được trao khoản tài trợ 1,5 triệu đô la để thiết kế một hình xăm điện tử theo dõi các triệu chứng viêm phổi. Lu muốn tạo ra các cảm biến dễ đeo và dễ sử dụng để thu thập dữ liệu y tế quan trọng.

Lu nói, mục tiêu nhằm tạo ra các thiết bị điện tử, cho dù chúng là cảm biến hay bộ xử lý, "mềm và co giãn như mô người”.

Căng thẳng, mồ hôi và cảm biến

Khi trải qua những cảm xúc mạnh mẽ như phấn khích và căng thẳng, các tuyến mồ hôi nội tiết sẽ đầy lên, làm cho da dẫn điện tốt hơn. Đồng hồ thông minh có thể chứa cảm biến đeo tay đo độ dẫn điện của da để theo dõi mức độ căng thẳng.

Lu đã mạnh dạn theo dõi sự căng thẳng ở một khu vực trên cơ thể chứa nhiều tuyến mồ hôi nội tiết nhất: lòng bàn tay. Lu cho biết một hình xăm điện tử trên lòng bàn tay sẽ giúp người đeo có chỉ số căng thẳng chính xác hơn so với đồng hồ thông minh, nhưng hình xăm sẽ cần phải ở trên một trong những bộ phận hoạt động nhiều nhất của cơ thể.

Hiện tại, các nhà khoa học thu thập dữ liệu về tuyến mồ hôi eccrine từ lòng bàn tay bằng cách gắn các điện cực gel với dây treo kết nối với đồng hồ đeo tay. Lu cho biết các điện cực gel cứng, cồng kềnh và có thể rơi ra trong các hoạt động hàng ngày.

Hình xăm điện tử trên lòng bàn tay của Lu chỉ giống như một hình xăm tạm thời. Nhóm của cô cũng tạo ra hai dải ruy băng vàng hình chữ S vắt ngang lòng bàn tay và kết nối hình xăm lòng bàn tay với đồng hồ đeo tay. Đồng hồ đeo tay gửi dữ liệu không dây đến điện thoại thông minh, nơi người đeo có thể đọc nó.

Trong phòng thí nghiệm, nhóm của Lu lần đầu tiên xác nhận hình xăm điện tử cho kết quả tương tự với các điện cực gel. Sau đó, họ gắn hai chiếc đồng hồ giống hệt nhau vào cổ tay của hai người. Một chiếc đồng hồ được kết nối với các điện cực gel trên lòng bàn tay. Cái còn lại được kết nối với dải ruy băng vàng siêu mỏng và hình xăm điện tử.

Họ đã thu thập dữ liệu trong 15 giờ trong khi mọi người trải qua các hoạt động hàng ngày như học tập, ăn uống, tập thể dục và ngủ. Các điện cực gel rơi ra từ ba đến năm lần trong 15 giờ. Hình xăm điện tử không rơi ra.

Đáng tin cậy và có thể tái sản xuất

Nhóm của Lu không phải là những người đầu tiên phát triển hình xăm điện tử, nhưng họ là một trong những người đầu tiên tạo ra hình xăm cho lòng bàn tay.

Theo Franklin tại Đại học Duke, để hình xăm điện tử được sử dụng rộng rãi trong thế giới y tế, chúng cần phải vượt qua hai trở ngại chính. Đầu tiên, việc đọc dữ liệu của họ cần phải chính xác nhất quán. Thứ hai, họ cần thu thập dữ liệu đáng tin cậy với nhiều bệnh nhân khác nhau, chẳng hạn như những người đổ mồ hôi nhiều hơn hoặc có các loại da khác nhau.

Để hình xăm điện tử trên lòng bàn tay của Lu có thể theo dõi sự lo lắng và trầm cảm, nó cần có sự chấp thuận của FDA. Kế hoạch của Lu là tiếp tục tinh chỉnh hình xăm để cung cấp thông tin chính xác, liên tục về mức độ phấn khích và căng thẳng.

Lu coi hình xăm điện tử là một cách để "số hóa" cơ thể con người. Lu lưu ý: Con người đang trở nên kỹ thuật số hơn khi rô-bốt bắt đầu áp dụng các kỹ năng và trí thông minh của con người. Mục tiêu của cô ấy là đưa con người đến gần hơn để thu hẹp khoảng cách đó.