I ricercatori dell'Imperial College di Londra hanno inventato un nuovo sensore di monitoraggio della salute per animali domestici e persone che monitora i segni vitali attraverso la pelliccia o i vestiti.

Il nuovo tipo di sensore, che può rilevare segni vitali come il battito cardiaco e la frequenza respiratoria attraverso la pelliccia e fino a quattro strati di vestiti, potrebbe aiutare a trasformare in realtà i dispositivi indossabili di tutti i giorni per animali domestici e bestiame.

Potrebbero aiutare i proprietari a tenere traccia della salute dei loro animali domestici, e aiuta i veterinari a monitorare gli animali durante l'intervento chirurgico senza la necessità di radersi.

Potrebbero anche aiutare a migliorare il lavoro dei cani antidroga utilizzati per rilevare bombe e persone scomparse.

Nelle persone, potrebbero fornire un nuovo modo per misurare i segni vitali in grado di fornire misurazioni sugli indumenti senza contatto diretto con la pelle.

L'autore principale Dr. Firat Guder, del Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:"Ci si aspetta che i dispositivi indossabili svolgano un ruolo importante nel monitoraggio della salute e nell'individuazione precoce delle malattie. Il nostro elastico, un'invenzione flessibile annuncia un tipo completamente nuovo di sensore in grado di monitorare la salute degli animali e degli esseri umani allo stesso modo su pellicce o vestiti".

La ricerca su questa nuova classe di sensori è pubblicata oggi in Materiali funzionali avanzati .

"Acqua, stetoscopio morbido"

A differenza degli umani, per chi ci sono molti dispositivi di tracciamento del fitness, al momento non ci sono molte opzioni "indossabili" per animali domestici e altri animali. I ricercatori suggeriscono che uno dei motivi è che gli attuali tracker non possono monitorare i segni vitali attraverso la pelliccia.

Il nuovo dispositivo sviluppato da Imperial è realizzato in un materiale composito silicone-acqua che ospita un microfono che capta le onde sonore, come un acquoso, stetoscopio squishy. È flessibile ed elastico abbastanza da adattarsi perfettamente alla forma della pelliccia, capi di abbigliamento, o parte del corpo su cui è posizionato, spremere eventuali bolle d'aria che risucchiano il suono e impedire loro di riformarsi.

Primo autore Yasin Cotur, anche del Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial, ha detto:"Il sensore funziona come un acquoso, stetoscopio morbido, riempiendo eventuali spazi tra esso e il suo soggetto in modo che non siano presenti bolle d'aria per smorzare il suono."

Il suono viene convertito in un segnale digitale che viene quindi trasmesso a un computer portatile nelle vicinanze in modo che le persone possano monitorare la fisiologia di un animale in tempo reale.

Quando i ricercatori hanno testato il loro dispositivo su cinque umani e un cane, hanno scoperto che funziona attraverso fino a quattro strati di vestiti, e che il sensore funziona al meglio quando i vestiti o la pelliccia si trovano a contatto con la pelle.

Cani con lavoro

Oltre al monitoraggio della salute, i ricercatori affermano che i sensori potrebbero aiutare a trasformare i risultati dei cani da fiuto in dati misurabili.

I cani da fiuto sono addestrati a esibire comportamenti come sedersi o abbaiare quando rilevano un oggetto bersaglio come un dispositivo esplosivo o una persona bloccata all'interno delle macerie a seguito di un terremoto.

Quando i cani "avvertono" di mirare agli oggetti, come le bombe, il loro battito cardiaco e respiratorio aumentano perché sono entusiasti di essere ricompensati per aver identificato correttamente il loro obiettivo.

Però, Il comportamento di "allerta" può essere difficile da misurare quantitativamente.

I ricercatori affermano che il loro nuovo sensore potrebbe stabilire le linee di base del normale ritmo cardiaco e respiratorio da cui quantificare il livello di eccitazione per ogni cane. Questo sarebbe misurato da quanto i loro segni vitali divergono dalla norma.

Misurando quanto sono eccitati i cani, un algoritmo integrato potrebbe persino essere in grado di dire la forza della reazione del cane all'odore che rileva e capire quanto sia "sicuro" il cane di trovare l'oggetto desiderato.

IA animale

Finora i sensori sono stati testati solo su cani e umani, ma i ricercatori cercheranno poi di adattarli per l'uso su altri tipi di animali domestici, così come cavalli e bestiame.

Yasin ha dichiarato:"Il prossimo passo è convalidare ulteriormente il nostro sistema con gli animali, concentrandosi principalmente sui cani da fiuto e poi su cavalli e bestiame in seguito".

Stanno anche integrando sensori di movimento nel sistema in modo da poter monitorare i movimenti degli animali in tempo reale. Il software potrebbe utilizzare un algoritmo di intelligenza artificiale per indicare quando gli animali domestici sono in piedi, seduta, o mentire, così come la direzione in cui si trovano e come i loro segni vitali si discostano dalla norma. Questo potrebbe collegarsi a un'app per smartphone che dirà ai proprietari come, e dove, i loro animali domestici sono in tempo reale.

"Trasduttore acustico composito estensibile per il monitoraggio indossabile dei segni vitali" di Yasin Cotur, Michael Kasimatis, Matti Kaisti, Selin Olenik, Charis Georgiou, e Firat Güder, pubblicato il 25 febbraio in Materiali funzionali avanzati .