04,08,2026 10xem
【đồng hồPhát triển web nhanh chóngHọc viện vi điện tử Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đề xuất một bề mặt cơ thể dựa trên bề mặt siêu cấu trúc topo thung lũngcảm biếnMạng lưới, lần đầu tiên áp dụng vật lý tô pô vào lĩnh vực y sinh. Nghiên cứu có tựa đề "Body sensor networks based on flexible topological clothing" (tạm dịch: Mạng lưới cảm biến cơ thể dựa trên cơ sở vật chất cơ bản), được công bố trực tuyến vào ngày 5 tháng 1 trên Nature Electronics.
Nghiên cứu đã thiết kế và chuẩn bị một bề mặt siêu cấu trúc liên kết thung lũng dựa trên vải dẫn điện linh hoạt, tích hợp nó vào quần áo hàng ngày, xây dựng một mạng lưới các cảm biến bề mặt cơ thể có thể đeo được, có thể cấu hình lại. Mạng này sử dụng trạng thái ranh giới topo để thực hiện truyền tín hiệu không dây hiệu quả và tổn thất thấp, cải thiện đáng kể chất lượng truyền thông và khả năng giám sát tín hiệu sinh lý của cảm biến sinh học đeo trong trạng thái chuyển động.
Nhóm nghiên cứu đã đạt được cấu hình linh hoạt của nhiều kênh không dây độc lập bằng cách thiết kế các mô-đun hai chiều với các pha topo khác nhau. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng quần áo topo này có thể đạt được sự tăng cường truyền tín hiệu hơn 30 dB trên bề mặt cơ thể và vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong các điều kiện phức tạp như uốn cong, kéo dài và phù hợp với cơ thể con người. Hệ thống này có những lợi thế đáng kể về hiệu quả năng lượng, khả năng chống nhiễu và bảo mật dữ liệu so với các mạng truyền thông bức xạ truyền thống.
Trong các thí nghiệm theo dõi sinh lý, nhóm nghiên cứu đã tích hợp quần áo topo này với nhiều mô-đun gia tốc, Bluetooth, kết hợp với bộ lọc thích ứng với thuật toán AI, đã thực hiện thành công việc theo dõi chính xác các thông số sinh lý quan trọng như nhịp tim, nhịp thở trong trạng thái vận động. Kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn của hệ thống tăng hơn hai bậc cường độ trong trạng thái tập thể dục và độ chính xác phát hiện nhịp tim tăng khoảng ba lần. Nghiên cứu, lần đầu tiên kết hợp sâu sắc cấu trúc quang tử topo với cảm biến y sinh có thể đeo được, cung cấp những ý tưởng mới cho thế hệ tiếp theo của chăm sóc sức khỏe thông minh và cũng mở ra một con đường mới cho việc áp dụng vật lý topo trong kỹ thuật y sinh.
Li Zhipeng, giáo sư đặc biệt tại Trường Vi điện tử của Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, là tác giả đầu tiên của luận án, Liu Zhu, phó giáo sư tại Đại học Sư phạm Hồ Nam, là đồng tác giả và tác giả truyền thông, bao gồm Jing Hui, giáo sư tại Đại học Sư phạm Hồ Nam và Cheng Wei Qiu, giáo sư tại Đại học Quốc gia Singapore.
