नवजात गहन देखभाल इकाई (एनआईसीयू) में शिशु छोटे, नाजुक और तारों में ढके होते हैं। हृदय गति की निगरानी के लिए तार, रक्तचाप की निगरानी के लिए तार, तापमान की निगरानी के लिए तार, रक्त ऑक्सीकरण की निगरानी के लिए तार। इससे शिशुओं के लिए अपनी छोटी भुजाओं को लहराना कठिन हो जाता है, और इससे माता-पिता के लिए उन्हें छूना और भी कठिन हो जाता है, अकेले उन्हें उठाएं।
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अब, सामग्री विज्ञान में एक अग्रिम के लिए धन्यवाद, वे तार अंततः गायब हो सकते हैं। नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने महत्वपूर्ण संकेतों और शारीरिक आंदोलनों की एक विस्तृत निगरानी के लिए अविश्वसनीय रूप से पतले, स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रॉनिक पैच विकसित किए हैं।
ये पैच "मानव स्वास्थ्य सेवा और पुनर्वास को और अधिक कुशल और प्रभावी बनाने की मजबूत क्षमता रखते हैं, " जॉन रोजर्स कहते हैं, जिन्होंने अनुसंधान का नेतृत्व किया।
पैच, जो अब मानव परीक्षणों में हैं, कम या ज्यादा अस्थायी टैटू की तरह दिखते हैं। वे एक स्ट्रेचेबल सब्सट्रेट पर छोटे अर्धचालक चिप्स लगाकर बनाए गए हैं। सब्सट्रेट को धातु के तंतुओं के लहराती पैटर्न के साथ एम्बेडेड किया गया है, जो विद्युत संकेतों को ले जाना संभव बनाता है। पूरी बात छोटे एंटीना को वायरलेस तरीके से सूचना प्रसारित करने के लिए उपयोग करती है, इसलिए उन्हें किसी भी तार या टयूबिंग से संलग्न करने की आवश्यकता नहीं है। रोजर्स पैच को "एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स" कहते हैं।
एनआईसीयू में शिशुओं को लाभ स्पष्ट है - शुरुआती परीक्षणों में, एक बच्चा जो पारंपरिक सेंसर के तारों को खींचता रहा, वह एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा पूरी तरह से असहमत था। लेकिन यह सिर्फ एनआईसीयू के बच्चे नहीं हैं जो लाभ पाने के लिए खड़े हैं। रोजर्स और उनकी टीम कई अलग-अलग क्षेत्रों में एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स का परीक्षण कर रही है। एक क्षेत्र पुनर्वास चिकित्सा है। जून की शुरुआत में, रोजर्स की टीम पार्किंसंस रोग के रोगियों पर एक परीक्षण शुरू करेगी, जो अक्सर अनैच्छिक कंपन द्वारा दुर्बल होते हैं। परीक्षण में विषय के शरीर पर सभी स्थानों पर पैच रखने और मांसपेशियों की गतिविधि और गति की विशेषताओं को मापने के लिए उनका उपयोग करना शामिल होगा।
"लक्ष्य पर्याप्त रूप से सटीक एनालिटिक्स विकसित करना है जो हमें झटके की शुरुआत की शुरुआत निर्धारित करने की अनुमति दे सकता है, रोग के विकास की विशेषता और दवाओं की प्रभावकारिता का निर्धारण करने के लिए भी है, " रोजर्स कहते हैं।
मरीजों की न्यूरोमस्कुलर गतिविधि की निगरानी करके, शोधकर्ता यह भी पता लगा सकते हैं कि झटके में मिनटों की वृद्धि के आधार पर, क्या मरीज़ अपनी दवाओं को छोड़ रहे थे।
स्ट्रोक के रोगियों के लिए एक ही तकनीक उपयोगी हो सकती है, जिससे डॉक्टरों को अपनी प्रगति को ट्रैक करना संभव है, जबकि वे घर पर पुनर्वास से गुजरते हैं।
रोजर्स और उनकी टीम विभिन्न पेशेवर खेल टीमों के साथ एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स का परीक्षण कर रही है (रोजर्स यह कहने की स्वतंत्रता में नहीं हैं कि वे कौन से हैं, लेकिन उनमें फुटबॉल, बेसबॉल और बास्केटबॉल टीम शामिल हैं)। तकनीक प्रशिक्षण प्रगति को ट्रैक कर सकती है, कोचों को देखने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, यदि कोई घड़ा सही रूप का उपयोग कर रहा है। यह आंदोलन में होने वाले छोटे बदलावों पर भी नज़र रख सकता है, जो मैदान पर थकान का संकेत देते हैं, कोच देखते हैं कि खिलाड़ी किसी और के लिए स्पष्ट रूप से खेलने के लिए बहुत थक गया है, जबकि यह किसी और के लिए स्पष्ट है।
रोजर्स कहते हैं, "इन उपकरणों को इस तरह से डिजाइन करना है कि आप दिल की दर, पिचिंग मैकेनिक्स, फ्री थ्रो शूटिंग मैकेनिक्स [और अधिक] की निगरानी कर सकें।
रोजर्स लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी पर वर्षों से काम कर रहे हैं। 2011 में, उन्होंने अपनी त्वचा के पैच के एक प्रोटोटाइप का विस्तार करते हुए विज्ञान में एक लेख प्रकाशित किया, जिसे बाद में उन्हें और अधिक टिकाऊ बनाने के लिए सुधार हुआ। 2015 में, उनकी प्रयोगशाला पैच के एक संस्करण के साथ सामने आई, जो रक्त प्रवाह को माप सकती थी, जबकि पिछले साल उन्होंने जैव रासायनिक मार्करों के लिए पसीने का विश्लेषण करने के लिए एक पैच बनाया था। विज्ञान में रोजर्स के काम पर एक टिप्पणी में, इंजीनियर झेनकियांग मा ने लिखा कि एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स संभावित रूप से स्वास्थ्य की निगरानी के साथ कई मौजूदा समस्याओं को हल कर सकते हैं और "निगरानी को सरल, अधिक विश्वसनीय और निर्बाध होने की अनुमति देते हैं।" उन्होंने यह भी लिखा कि "शरीर विज्ञान से परे अनुप्रयोगों के साथ अन्य प्रकार की इलेक्ट्रॉनिक खाल, जैसे शरीर की गर्मी की कटाई और पहनने योग्य रेडियो, भविष्य के काम के लिए दिलचस्प दिशाओं की ओर भी इशारा कर सकते हैं।"
जबकि रोजर्स को एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स का जनक माना जाता है, कई शोधकर्ता कई तरीकों से प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने पर काम कर रहे हैं। कुछ लोगों का मानना है कि एक दिन लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग त्वचा से परे अनुप्रयोगों के लिए किया जाएगा, जैसे कि हृदय पेसमेकर, और लगातार स्वास्थ्य मॉनिटर के रूप में सर्वव्यापी भी हो सकते हैं, लगातार रक्त ऑक्सीजन के स्तर और रक्त शर्करा जैसी चीजों की जांच कर सकते हैं। स्टैनफोर्ड से लेकर MIT तक जापान और स्वीडन के विश्वविद्यालयों में शोधकर्ता लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के विभिन्न पहलुओं पर काम कर रहे हैं, जिसमें तकनीक को छोटा और अधिक टिकाऊ बनाना शामिल है।
सौंदर्य प्रसाधन कंपनी लॉरोचे-पोसे ने यूवी जोखिम की निगरानी के लिए एक दिल के आकार का पैच बनाया है; वर्तमान में डिवाइस के लिए एक प्रतीक्षा सूची है। रोजर्स के एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स के विपरीत, जो डेटा को वायरलेस तरीके से प्रसारित करते हैं, यूवी पैच रंग बदलकर काम करता है; एक संबंधित स्मार्टफोन ऐप रंग परिवर्तन को पढ़ता है और आपको बताता है कि क्या आप बहुत लंबे समय से धूप में हैं।
रोजर्स का कहना है कि एपिडर्मल इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने के 10 साल बाद काम बाकी है, ऑप्टिमाइजेशन और सिक्योरिटी के मुकाबले इंजीनियरिंग के बारे में कम चुनौतियां हैं। चूंकि डिवाइस वायरलेस तरीके से संचारित होते हैं, इसलिए डेटा एन्क्रिप्शन एक चिंता का विषय होगा। रोजर्स आगे भी उपकरणों को विकसित करने की उम्मीद करते हैं, संभवतः उन्हें पसीने की तरह बायोफ्लूड्स का नमूना देने की क्षमता प्रदान करते हैं और जैव-रासायनिक का रासायनिक विश्लेषण करते हैं जो स्वास्थ्य या बीमारी का संकेत देते हैं। (रोजर्स ने इस क्षेत्र में पहले से ही काम किया है) टीम त्वचा के माध्यम से तरल पदार्थ देने के लिए विकासशील उपकरणों को भी देख रही है, जो दवा देने का एक विनीत तरीका हो सकता है।
"हम इसके बारे में बहुत आशावादी हैं, " रोजर्स कहते हैं। "आज हम बहुत कुछ कर सकते हैं, और भविष्य में अतिरिक्त चीजों के लिए बहुत सारी संभावनाएं हैं।"
