Мягкий датчик для века покажет уровень усталости в реальном времени

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали инновационный мягкий магнитоупругий датчик, способный измерять уровень усталости человека в режиме реального времени путем отслеживания движений глазного яблока. Устройство, представленное в журнале Nature Electronics, крепится к веку и функционирует как «вторая кожа», регистрируя частоту и характер моргания.

Датчик состоит из проводящей золотой спирали, нанесенной на термопластичный эластомер, который размещен поверх магнитоупругой пленки с микроскопическими магнитами. При движении века происходят изменения в магнитном поле материала, которые преобразуются в электрические сигналы. Ключевое преимущество технологии — полная водонепроницаемость, что решает одну из главных проблем биоэлектронных устройств.

Разработка основана на открытии группой доктора Джуна Чена гигантского магнитоупругого эффекта в мягких полимерных композитах в 2021 году. В отличие от классического магнитоупругого эффекта, наблюдаемого в твердых металлах при давлении около 10 МПа, новый эффект проявляется при давлении всего 10 кПа, что соответствует естественным биомеханическим процессам человеческого тела.

Устройство работает автономно, не требует батарей и способно беспроводным способом передавать данные, что делает его пригодным для повседневного использования вне лабораторных условий. Потенциальные сферы применения включают мониторинг усталости водителей, операторов сложного оборудования, студентов и работников с высокой когнитивной нагрузкой.

Исследователи продолжают совершенствовать технологию и планируют коммерциализацию устройства в ближайшем будущем, а также разрабатывают другие биоэлектронные приложения на основе открытого магнитоупругого эффекта в мягких материалах.