衣服測血糖，頭盔測腦震蕩 無源+柔性成為主流？

目前，人們對監(jiān)測的需求逐漸提高，傳感器的應(yīng)用價(jià)值不斷凸顯。同時(shí)，面對越來越多的特殊環(huán)境及特殊信號，傳感器的技術(shù)、形態(tài)、性能等也被提出了新的要求。一方面，實(shí)現(xiàn)傳感器的集成化和智能化是關(guān)鍵，另一方面，實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化則是一大趨勢。

為了使傳感器能適配更多場景，滿足上文提到的要求，如今柔性技術(shù)成了關(guān)鍵，該技術(shù)近年來也非常火爆。通過天眼查數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)有超過4000家企業(yè)擁有柔性傳感器的產(chǎn)品和專利技術(shù)，在2022年，漢威科技主營柔性傳感器的子公司能斯達(dá)，更是連續(xù)拿了兩次融資。由此可見，該賽道的火熱程度非比尋常。

而到了2023年，柔性傳感的相關(guān)研究成果更是頻頻發(fā)布。

衣服無創(chuàng)測血糖

還搭載無源技術(shù)

5月17日，武漢紡織大學(xué)該校王棟教授課題組，歷時(shí)兩年研究，首次將熱電纖維（電源）和生化傳感纖維（傳感器）有機(jī)結(jié)合，借助人體和外界溫差發(fā)電并成功驅(qū)動葡萄糖傳感器工作，實(shí)現(xiàn)了智能可穿戴柔性織物“一站式”傳感服務(wù)。

據(jù)了解，在血糖監(jiān)測方面，該可穿戴柔性織物主要運(yùn)用了葡萄糖傳感器，通過對汗液進(jìn)行采集和分析，從而獲得人體血糖情況；而在供電方面，則是利用熱電織物通過溫差效應(yīng)持續(xù)為生化傳感器提供能源，雖然人體與環(huán)境溫差不大，但卿星博士研究的纖維基有機(jī)電化學(xué)晶體管工作電壓低，信號放大效率高，可將微小的生理信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)槊黠@的電信號變化。

根據(jù)課題組李沐芳教授介紹，本次課題實(shí)現(xiàn)了柔性供能和柔性傳感的有機(jī)結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用方面，可以通過藍(lán)牙系統(tǒng)完成人機(jī)相連，將生命體征信息傳到手機(jī)上。在未來的更新中，還將為該加入更多傳感器，記錄人體的其他數(shù)據(jù)如血脂、血壓等。

可見，血糖+傳感+柔性+無源，一個(gè)疊滿當(dāng)下科研與商用熱點(diǎn)“buff”的產(chǎn)品已出現(xiàn)。雖然說一般情況下，新事物從科研走到商用會需要相當(dāng)長的一段時(shí)間，但筆者看來，該產(chǎn)品走向商用的時(shí)間并不會很長，主要由三方面原因，一是“糖友”對無創(chuàng)血糖的需求力度在增大；二是市場對無源技術(shù)非常看好；三是衣物屬于高頻次更換的消費(fèi)品（拉動經(jīng)濟(jì)）。在智能化被提到首位的時(shí)代中，該產(chǎn)品的真正落地和商用，或只是需要一些愿意“賭一把”的資本或創(chuàng)業(yè)者而已。

頭盔測腦震蕩

體育醫(yī)療等多端可行

除了衣服測血糖外，柔性傳感技術(shù)的相關(guān)科研成果在頭戴設(shè)備上也有所體現(xiàn)，主要針對人是否出現(xiàn)腦震蕩情況進(jìn)行監(jiān)測。

6月1日，中國科學(xué)報(bào)發(fā)布了針對輕微腦震蕩精確監(jiān)測的研究成果，該監(jiān)測方案由中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王中林院士、陳寶東研究員團(tuán)隊(duì)提出，通過3D打印的多角度納米發(fā)電機(jī)組成的柔性曲面?zhèn)鞲嘘嚵?，?shí)現(xiàn)對頭部撞擊的實(shí)時(shí)監(jiān)測，在個(gè)性化醫(yī)療、智能運(yùn)動和航空航天領(lǐng)域擁有良好的應(yīng)用前景。

據(jù)了解，該監(jiān)測方案針對的痛點(diǎn)為：由于滑雪、拳擊、橄欖球等運(yùn)動及日常生活中出現(xiàn)意外，每年全球約4200萬人輕微腦震蕩。但輕微腦震蕩通常不會導(dǎo)致器質(zhì)性病變，因此計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）及核磁共振成像（MRI）在診斷中起的作用有限，患者自我癥狀描述成為輕微腦震蕩診斷的主要信息來源。所以，缺乏客觀評估標(biāo)準(zhǔn)和便攜式監(jiān)測技術(shù)，成為目前臨床輕微腦震蕩診治的主要障礙。

也就是針對這樣的需求，該監(jiān)測方案得以誕生。據(jù)悉，在該方案中，柔性曲面?zhèn)鞲嘘嚵袑梭w的頭部，陣列由32個(gè)摩擦納米發(fā)電機(jī)單元組成，用于頭部撞擊的位置追蹤和等級評估。此外，該陣列還可以通過無線藍(lán)牙預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)頭部撞擊的可視化映射。在機(jī)器學(xué)習(xí)算法的輔助下，它的評估準(zhǔn)確率達(dá)98%。

值得一提的是，該方案中的摩擦電納米發(fā)電機(jī)，可以通過自供電完成監(jiān)測。換句話說，成品同樣搭載了無源技術(shù)。

關(guān)于該方案針對的人群和場景，也并非僅限于病人和醫(yī)院，人群還包括運(yùn)動員、運(yùn)動愛好者等，場景還包括戶外運(yùn)動、智能體育等。作為可穿戴醫(yī)療設(shè)備，其前景同樣相當(dāng)廣闊。

結(jié)語

能夠看出，目前的傳感器針對人體監(jiān)測的研發(fā)方向，已和柔性技術(shù)+無源技術(shù)息息相關(guān)，二者也都是未來的主流趨勢。不過就筆者看來，若相關(guān)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，柔性技術(shù)還需結(jié)合一個(gè)擁有強(qiáng)需求的應(yīng)用（如無創(chuàng)測血糖），才能成為爆款；另外，至于無源技術(shù)，在對數(shù)據(jù)精度要求較高的器件中，或還是需要電池才能保證其工作的穩(wěn)定性。

審核編輯：劉清