Инженеры из Национального университета Сингапура представили инновационный носимый датчик, который способен измерять уровень стресса и усталости, анализируя сигналы организма даже в процессе движения. Сведения об этом исследовании были опубликованы в журнале Nature Sensors.
Проблемы современных фитнес-трекеров
Хотя многие фитнес-трекеры и медицинские устройства стремятся отслеживать сердечно-сосудистые показатели, их эффективность значительно снижается во время физической активности. Движения тела создают помехи, из-за которых слабые сигналы сердцебиения и артериального давления трудно анализировать.
Инновационное решение: метагидрогель
Чтобы преодолеть эти препятствия, команда разработала платформу, основанную на метагидрогеле — мягком материале, который фиксируется на коже и фильтрует шумы. Внутри гидрогеля использованы наночастицы, которые образуют микроструктуры, поглощающие механические колебания и уменьшающие помехи от движений. В сочетании с водно-глицериновым электролитом, который пропускает только низкочастотные сердечные сигналы, система эффективно подавляет высокочастотные шумы от мышц.
Результаты и потенциал технологии
Благодаря такой комбинации удалось существенно улучшить качество сигнала электрокардиограммы: соотношение сигнал/шум возросло с 5,19 до 37,36 дБ, что соответствует клиническим стандартам и превосходит показатели большинства коммерческих трекеров. Система машинного обучения смогла оценивать уровень усталости с точностью около 92% в ходе тестов. Ученые подчеркивают, что стресс и переутомление отражают изменения в вегетативной нервной системе, что проявляется в вариабельности сердечного ритма, давлении и характеристиках ЭКГ.
Эксперты считают, что данная технология может существенно помочь в объективном мониторинге выгорания и усталости, особенно среди людей, работающих в условиях высокой концентрации, таких как водители, авиадиспетчеры или операторы сложной техники. Платформа также может фиксировать другие биосигналы—например, дыхание, сердечные звуки и мозговые волны, делая ее многообещающим инструментом для отслеживания как психического, так и физического здоровья.
