Dal team che ha inventato il pigiama sensibile alla fisiologia presso l'Università del Massachusetts Amherst, ora arriva un nuovo, maschera per gli occhi leggera che può catturare discretamente il polso, movimento degli occhi e segnali del sonno, Per esempio, se indossato in un ambiente quotidiano.

Autori senior che scrivono questa settimana sulla rivista Questione sono la chimica dei materiali e direttrice del Wearable Electronics Lab Trisha L. Andrew, con l'informatico Deepak Ganesan e altri. Sottolineano che "essere in grado di monitorare il polso e il movimento degli occhi in un unico dispositivo indossabile consentirà una serie di studi sul sonno e psico-sociali, oltre a migliorare la precisione e l'usabilità delle cuffie da gioco e per la realtà virtuale." Primo autore S. Zohreh Homayounfar, presenterà i risultati questa settimana al Fall Meeting online dell'American Chemical Society.

La registrazione dei segnali di salute e comportamento sul viso o in prossimità di essa è impegnativa, osserva Andrea, "perché la maggior parte delle persone è molto sensibile e reattiva agli oggetti posti sul viso o sulla testa". Ganesan aggiunge che "finora, l'integrazione di molti elementi sensoriali diversi in un indumento sembrava gravoso, soprattutto quando si tratta di piccole maschere per gli occhi."

Dicono che sono leggeri, maschera per gli occhi personalizzabile denominata "Chesma, " è dotato di due tipi di elettrodi in tessuto che possono essere semplicemente cuciti su una varietà di indumenti preconfezionati e ulteriormente miniaturizzati, se desiderato. Questa capacità consente loro di integrare gli elettrodi in una maschera in schiuma leggera per la registrazione di elettrooculografia e segnali cardiaci. Il loro design posiziona automaticamente gli elettrodi sul viso senza bisogno di adattamenti personalizzati.

Come spiegato in un video creato da Ph.D. studente e primo autore, S. Zohreh Homayounfar, la maschera contiene cinque elettrodi idrogel a base di filo d'argento (Ag) - soprannominati tAgTrodes - necessari per tradurre i segnali biologici a base di ioni in una corrente elettrica, tra gli altri obiettivi. I ricercatori hanno sfruttato un processo di deposizione in fase vapore per creare gli elettrodi, compreso quello che chiamano un componente idrogel riutilizzabile e lavabile unico nel suo genere che distingue il tAgTrode da altri equivalenti.

Qui, Andrew afferma di essere orgogliosa di notare che "parte del lavoro necessario per eseguire il processo di deposizione è stata eseguita da Emerson T. Alexander, uno studente eccezionale dello Springfield Technical Community College, " che ha partecipato a uno stage retribuito nel suo laboratorio e finanziato dal programma L'Oréal U.S. For Women in Science.

La maschera contiene anche un sensore di pressione del tessuto (PressION) posizionato su un'arteria per monitorare il polso come proxy per la funzione cardiaca, con il tutto collegato a due microcontrollori con fili d'argento idrorepellenti come connettori. Un altro autore, dottorato di ricerca studente Ali Kiaghadi, spiega che "i dati dell'elettrodo e del sensore devono essere comunicati una volta acquisiti. Il nostro progetto trasmette i dati grezzi al cloud per l'elaborazione e la visualizzazione dei dati, in modo da poter ridurre la quantità di strumentazione che dobbiamo includere nella maschera stessa".

Il team ha testato la nuova maschera per gli occhi su soggetti mentre masticavano, parlando, e durante vari movimenti della testa e degli occhi. Hanno anche usato lo stesso dispositivo per più di un anno e dopo 15 lavaggi non hanno riscontrato alcun degrado nelle prestazioni. Homayounfar osserva che il tAgTrode "supera tutti gli inconvenienti degli elettrodi bagnati commerciali come i problemi estetici, disagio e stabilità al lavaggio, pur mantenendo rapporti segnale-rumore elevati e costanti durante ripetute, applicazioni a lungo termine".

Andrew si aspetta che la "bimodalità unica" di Chesma - la combinazione della rete di elettrodi con il sensore di pressione - consentirà molti nuovi studi all'avanguardia non possibili fino ad ora, per studiare la qualità del sonno, disordini del sonno, salute mentale, malattie neurodegenerative e schizofrenia, Per esempio.