Vodotěsné nositelné může analyzovat pot, i když jste plavání

Sportovci na triatlonu Ironman World Championship v roce 2018 patřili mezi první, kteří testovali nový senzor potu ve vývoji inženýrů na Northwestern University. Jak nejlepší triatlonisté na světě plavali 2,4 mil, na kole 100 mil a běhali na maratonu, tato drobná nositelná přilba přilnula přímo ke své kůži jako průsvitná pomůcka, která měřila jedinečnou chemii každé kapky potu - přenášející vitální měření které mohou způsobit nebo přerušit intenzivní vytrvalostní závod.

Pokud jde o přenosné senzory ve sportu, tradičně si myslíme, že monitorovací metriky, jako je výkon nebo srdeční frekvence, které mohou pomoci sportovci řídit jejich výkon. Ale nositelné pole se rozšiřuje a vědci se snaží měřit širší škálu faktorů, které mohou ovlivnit sportovní výkon. Senzor potu je členem této nové třídy nositelných technologií.

To bylo vyvinuto John Rogers, Ph.D., inženýr profesor na Northwestern a předseda představenstva v Epicore Biosystems - společnost, která se specializuje na flexibilní kůže zařízení, která monitorují tekutiny. On říká Inverzní že předčasné testy zařízení na Mistrovství světa v Ironmanu byly úspěšné a že se budou snažit spustit komerční verzi zařízení v průběhu roku. Jeho Vědecké pokroky papír, vydaný v pátek, poskytuje některé podrobnosti o tom, jak patch skutečně funguje.

„Zajímalo nás, zda zařízení zůstanou, upřímně řečeno,“ říká Rogers o zkoušce zařízení na Mistrovství světa v Ironmanu. „Běhají, plavou, jezdí na kole. Zařízení po celou dobu dobře hrála, sbírala pot a prováděla odečítání, jak jsme očekávali. Sportovci zjistili, že zařízení poskytovala cenné informace - v žádném případě nebyly rušivé ani žádným způsobem nedráždili. “

Měření ztráty potu a chemie potu

Snímač potu Rogers, který je dosud nejmenovaný, není první senzor potu. Věří však, že jeho design a robustnost ho odlišují. Nový papír ukazuje, že senzor je zcela bez elektroniky a je založen na designu pružné lepicí náplasti, která se lepí na kůži jako pomůcka.

„Sbíráme v podstatě jednu nebo dvě kapky potu,“ říká Rogers. "Pot, jak se vynořuje z kůže, okamžitě přechází do plně uzavřených kanálů a zásobníků, kde můžeme odečítat rychlost potu, ztrátu potu a chemii potu."

Odtud nositelný materiál funguje jako teploměr, říká Rogers. Jak pot zaplňuje kanály, buď se změní na červenou nebo modrou. Vzdálenost ve směru hodinových ručiček mezi těmito dvěma červenými nebo modrými značkami ukazuje, kolik potu bylo ztraceno - i když obě značky, když jsou umístěny na lidské kůži, jsou poměrně slabé:

Jediný aspekt chemie potu toto zařízení může měřit, přinejmenším jak to současně existuje, je hladiny elektrolytu. To je pozoruhodné ze dvou důvodů. Za prvé, někteří autoři tohoto článku jsou zaměstnáni v Gatorade Sports Science Institute, takže ztráta elektrolytů je určitě v jejich kormidelně. Udržování rovnováhy elektrolytů - zvláště sodíku - může být důležité v průběhu dlouhodobých vytrvalostních událostí. Většina lidí má ve stravě více než dost sodíku, ale pro sportovce běžící na maratonech a ultramaratonech existují pokyny pro příjem sodíku (zejména pro „slané svetry“).

Toto nošení používá kombinaci chemikálií, které reagují s molekulami ztracenými v potu. Jakmile je ztráta elektrolytu vysoká, pot zachycený v záplatě změní barvu, pokud se věci dostanou do pořádku:

„Máme chemické činidlo, které mění barvu ze světle růžové na tmavě červenou v závislosti na hladinách elektrolytů,“ říká Rogers. „Stačí, když se podíváte a uvidíte„ Oh, moje hladina elektrolytu potu je velmi vysoká, nebo je to médium, nebo je nízké. “Tyto informace můžete použít bez jakékoli elektroniky.“

Testy skutečných sportovců

Příspěvek se zabývá především konstrukcí zařízení, ale poznamenává, že náplast úspěšně odfiltrovala pot od slané vody v plaveckých sezeních pro sportovce Ironman. Také se držel na kůži více než dvě hodiny „podvodních operací“. Nazývá Ironmanův pokus „pilotní studií“ - i když si všímá, že ho testovali na „asi 250 atletech v tomto bodě“, včetně tenisových hráčů a basketbaloví hráči

V současné době přístroj nepřenáší informace například do mobilní aplikace. Právě teď by zařízení bylo k dispozici - pro každý závod nebo trénink byste použili nový. Uvedl také, že v průběhu roku proběhne komerční zahájení a že bude spolupracovat s „velkým“ průmyslovým partnerem.

„Jsme velmi hluboko v testování těchto zařízení, i když bych řekl, že akce Ironman v Koně byla nejnáročnější, vzhledem k různým okolnostem, jak se pohybujete závodem,“ dodává. "Byli jsme šťastní, když vidíme, že zařízení fungují docela dobře."

> Abstraktní: Neinvazivní, in situ biochemické monitorování fyziologického stavu pomocí potu by mohlo umožnit nové formy diagnostiky zdravotní péče a personalizované hydratační strategie. Nedávné pokroky v technologiích pro odběr a snímání potu nabízejí silné možnosti, ale nejsou účinné pro použití v extrémních situacích, jako jsou vodní nebo suchá prostředí, a to díky jedinečným výzvám při odstraňování rušení / kontaminace okolní vodou, udržení robustní adheze v přítomnosti viskózního prostředí. tažné síly a / nebo prudký pohyb a zabraňující odpařování sebraného potu. Tento článek představuje materiály a návrhy pro vodotěsné, epidermální, mikrofluidní a elektronické systémy, které se drží na kůži a umožňují zachycení, skladování a analýzu potu, i když jsou plně pod vodou. Terénní pokusy dokazují schopnost těchto zařízení sbírat kvantitativní in situ měření lokální koncentrace chloridů potu, lokální ztráty potu (a rychlosti potu) a teploty kůže během intenzivní fyzické aktivity v kontrolovaných, vnitřních podmínkách a při plavání v otevřeném oceánu.