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Jun 22, 2023

Ultra

Um artigo publicado na Nature Communications postulou que uma tatuagem eletrônica de grafeno

Um artigo publicado na Nature Communications postulou que uma tatuagem eletrônica de grafeno (GET) na palma da mão poderia monitorar a atividade eletrodérmica ambulatorial (EDA), que pode ser um proxy para o estresse mental.

Investigadores da Universidade do Texas em Austin e da Texas A&M University buscaram desenvolver um sensor EDA que não sofresse das mesmas falhas dos sensores existentes, como designs obstrutivos e estigmatizantes que não são compatíveis com o uso no mundo real. Os pesquisadores desenvolveram anteriormente um GET imperceptível, sub-micrométrico, mas tiveram dificuldade em conectar o GET com as placas de circuito rígidas necessárias para processar e transmitir os dados EDA. Neste estudo, uma nova versão do GET foi desenvolvida e testada quanto à sua capacidade de relatar dados EDA em condições do mundo real.

O GET é composto por 2 fitas serpentinas heterogêneas que são parcialmente revestidas com ouro e livres de adesivo. O GET é acompanhado por uma pulseira que abriga a placa de circuito rígido e eletrodos que se conectam às 2 fitas serpentinas permitindo o monitoramento EDA sem fio em tempo real.

Em um experimento de prova de conceito, 5 participantes usaram o GET e um sensor comparador baseado em gel enquanto assistiam a um vídeo de 13 minutos com 5 cenários projetados para provocar expectativas, emoções descontroladas, emoções controladas e respostas de habituação.

Durante os testes, as respostas EDA medidas por GET tenderam a ter menos flexões no nível de condutância da pele e saída de resposta de condutância da pele semelhante em comparação com o sensor de gel. No entanto, não foram observadas diferenças significativas entre as saídas (todos P > 0,05), indicando que a saída de EDA medida por GET era robusta quando comparada com um dispositivo existente à base de gel.

Para testar o GET em movimentos do mundo real e usar cenários, os investigadores tentaram movimentos típicos das mãos, como apertar, dobrar o pulso, pegar um celular e cutucar. Durante os movimentos, o GET registrou pequenos artefatos de movimento que diferiam dos sinais de resposta de condutância da pele e podiam ser facilmente identificados e removidos da saída.

Para testar a durabilidade do GET, foram conduzidos 300 ciclos de fricção de metal para simular a digitação em um laptop mais 300 ciclos de fricção de madeira para simular o trabalho em uma mesa, exposição momentânea à água e experimentos de umidade ambiental. O sensor GET sobreviveu a perturbações de fricção e água com saídas EDA comparáveis ​​antes e depois das condições experimentais.

Um participante usou o sensor GET por longos períodos de tempo. Em três sessões ininterruptas de 15 horas de monitoramento de EDA que incluíram exercícios, dirigir e dormir, o GET não precisou ser substituído.

Nas situações em que o sensor GET parou de relatar a saída EDA, nenhuma falha mecânica com o dispositivo GET foi encontrada. Em vez disso, a camada de ouro sobre poliimida se rompeu na área onde o componente de ouro tinha tensão máxima.

Nenhum efeito adverso de irritação da pele foi relatado.

Este sensor GET é a primeira interface extensível que tem a capacidade de monitorar a EDA ambulatorial em condições de movimento livre do mundo real.

Você poderia explicar amplamente seus interesses de pesquisa?

Nos últimos 11 anos, meu laboratório desenvolveu uma variedade de adesivos de tatuagem eletrônicos não invasivos que podem ser colocados em diferentes áreas e locais da pele para medir diferentes biometrias. O objetivo é digitalizar o corpo humano, assim como digitalizamos um carro ou um avião, para que possamos saber o que está acontecendo com o corpo humano em termos de desempenho, emoções e assim por diante. Os wearables atuais, como smartwatches ou anéis inteligentes, têm apenas localizações e modalidades limitadas. Mas, na verdade, cada centímetro de nossa pele está irradiando dados. As atividades cerebrais irradiam EEG (eletroencefalograma), batimentos cardíacos ECG (eletrocardiograma) e SCG (sismocardiograma) e músculos EMG (eletromiograma). Esses tipos de sinais devem ser medidos diretamente no tecido-alvo. É por isso que queremos ter uma rede de sensores distribuídos para medir simultaneamente sinais multimodais de vários locais. Mas os wearables comerciais ainda são baseados em eletrônicos rígidos que geralmente são bastante volumosos e não são compatíveis com nossas superfícies de pele macias e curvas. É por isso que estamos construindo as e-tatuagens que são ultrafinas, ultramacias, basicamente, cabelos finos e pele macia, mas eletronicamente funcionais. Eles são wearables temporários semelhantes a adesivos de tatuagem. Eles não são permanentes e podemos incorporar sensores, processadores, chips Bluetooth e baterias neles.