11月6日，全球柔性電子技術(shù)研究的領(lǐng)軍人物、美國(guó)西北大學(xué)教授、被譽(yù)為“柔性電子之父”的美國(guó)西北大學(xué)約翰·羅杰斯(John A。 Rogers)在騰訊科學(xué)WE大會(huì)分享了關(guān)于電子皮膚的最新研究和應(yīng)用成果，他研發(fā)的用于監(jiān)測(cè)早產(chǎn)嬰兒生命體征的電子皮膚等產(chǎn)品，已在全球五大洲的23個(gè)國(guó)家臨床應(yīng)用，守護(hù)著嬰兒健康。
不過(guò)，柔性電子、柔性屏、柔性電池等在生活中的應(yīng)用尚未普及，瓶頸到底在哪里？約翰·羅杰斯當(dāng)天在接受南方+等媒體采訪時(shí)表示，原因不只在于材料或技術(shù)障礙，而是人們希望科技能帶來(lái)切切實(shí)實(shí)滿足人們需要的必需品，而不是錦上添花的產(chǎn)品。
“人體芯片”走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，用于監(jiān)測(cè)早產(chǎn)嬰兒生命體征
《黑鏡》中有個(gè)橋段，每個(gè)人耳后都被植入了“記憶芯片”，它成為人身體的一部分，幫助儲(chǔ)存、調(diào)取甚至刪除記憶。
“記憶芯片”或許還停留在幻想中，但貼合人體的芯片已經(jīng)走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。這種將硬質(zhì)材料電子器件制作在柔性基板上，讓其可以滿足更大的靈活性的新興電子技術(shù)，就是柔性電子技術(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)碳基人體和硅基芯片的有機(jī)結(jié)合，約翰·羅杰斯課題組重新設(shè)計(jì)了電子設(shè)備，讓電子設(shè)備像人體組織一樣與人體兼容，同時(shí)保持多樣化的電子功能。
約翰·羅杰斯在演講中指出：“現(xiàn)在我們有了這樣的人造皮膚，它非常薄，就像孩子的臨時(shí)紋身一樣，可以置于人體任何部位的表皮，成為人體的一部分。你會(huì)忘記它在那里，而它會(huì)通過(guò)無(wú)線的方式持續(xù)工作?！?/p>
目前，約翰·羅杰斯團(tuán)隊(duì)和同行已開(kāi)發(fā)出各類表皮電子設(shè)備。他強(qiáng)調(diào)，這不只是一種可穿戴設(shè)備，更是一種皮膚接口，不需要電池，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，通過(guò)無(wú)線的方式輸送電量，無(wú)需去醫(yī)院或?qū)嶒?yàn)室就可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的精確監(jiān)測(cè)，在家中和任何其它環(huán)境中都可以持續(xù)監(jiān)測(cè)。
約翰·羅杰斯說(shuō)：“早產(chǎn)兒就是最適合的目標(biāo)群體，因?yàn)樗麄兊纳眢w非常弱小，健康狀態(tài)非常不確定，需要全天24小時(shí)的重要生命體征監(jiān)測(cè)，且測(cè)量精度達(dá)到臨床級(jí)別。從工程學(xué)的角度講，我們需要將生物傳感器之間通過(guò)硬件接口連接并植入嬰兒的皮膚表面，并與外部的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備盒連接，但這一方案需要用到電線，使得嬰兒無(wú)法自然活動(dòng)，安裝和移除時(shí)會(huì)傷及皮膚。我們用1~2個(gè)無(wú)線表皮電子設(shè)備來(lái)替代，同時(shí)不影響監(jiān)測(cè)的范圍和質(zhì)量，最終獲得關(guān)于病人狀況的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，讓父母可以和孩子有更自然的互動(dòng)?！?/p>
“我們并不是要完全取代具有硬件連接的傳統(tǒng)設(shè)備，而是提供全新的解決方案。”約翰·羅杰斯表示，其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)開(kāi)展了合作，柔性電子設(shè)備已經(jīng)在印度、巴基斯坦、贊比亞、肯尼亞等地落地，截至目前已經(jīng)有約1萬(wàn)名嬰兒和孕婦使用了這些電子設(shè)備，進(jìn)展良好。
無(wú)線電子設(shè)備實(shí)施可監(jiān)測(cè)測(cè)孕婦和胎兒狀況
約翰·羅杰斯表示，其團(tuán)隊(duì)主要關(guān)注的是最脆弱的患者，包括新生兒嬰幼兒和孕婦及胎兒、老年人。
他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了監(jiān)測(cè)孕婦和胎兒健康狀況的無(wú)線電子設(shè)備，可以在產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后階段持續(xù)監(jiān)測(cè)全部健康指標(biāo)，這種電子設(shè)備在分娩過(guò)程中不會(huì)阻礙孕婦的活動(dòng)，分娩后會(huì)立刻開(kāi)始對(duì)新生兒進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且非常有效、成本低廉，在贊比亞已有近500名孕婦使用。
不僅如此，通過(guò)這些監(jiān)測(cè)，約翰·羅杰斯團(tuán)隊(duì)還收集到了大量的數(shù)據(jù)，這對(duì)于數(shù)據(jù)分析機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能來(lái)說(shuō)是巨大的機(jī)會(huì)，研究人員可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)探尋高效的應(yīng)用解決方案，以多參數(shù)多維度的方法評(píng)估健康狀況并降低孕婦死亡率。
針對(duì)一些有言語(yǔ)障礙或失語(yǔ)癥的中風(fēng)患者，約翰·羅杰斯團(tuán)隊(duì)與芝加哥Shirley Ryan AbilityLab實(shí)驗(yàn)室的康復(fù)專家開(kāi)展合作，針對(duì)特定人體部位開(kāi)發(fā)了柔性電子設(shè)備，測(cè)量與吞咽和說(shuō)話相關(guān)的運(yùn)動(dòng)特征、測(cè)出心率和心率變化等，產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)后可以根據(jù)這些信息制定出適合具體患者的康復(fù)方案。
據(jù)了解，約翰·羅杰斯是少有入選美國(guó)國(guó)家工程院、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院和國(guó)家醫(yī)學(xué)科學(xué)院的研究人員。他和他在西北大學(xué)的科研小組過(guò)去二十年致力于研發(fā)柔性電子器件，一發(fā)表了750多篇論文，他本人是100多項(xiàng)專利和專利申請(qǐng)的發(fā)明者，其中50 多項(xiàng)已獲得許可或正在使用中。
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【記者】馬芳
（文章來(lái)源：南方Plus）
