Fralda “inteligente” de baixo custo pode notificar o cuidador quando está molhada

Resumo: Os pesquisadores desenvolveram uma nova fralda inteligente de baixo custo que combina os materiais atuais das fraldas e a tecnologia RFID. A fralda pode alertar os cuidadores quando está molhada e precisa ser trocada.

Fonte: COM

Para alguns bebês, uma fralda molhada é a causa, por um instante, de uma demanda ruidosa de ser trocada, enquanto outros bebês podem ficar imperturbáveis ​​e felizes em transportar a carga úmida por longos períodos sem reclamar. Mas se usada por muito tempo, uma fralda molhada pode causar erupções na pele e bebês infelizes – e pais.

Agora, os pesquisadores do MIT desenvolveram uma fralda “inteligente” incorporada com um sensor de umidade que pode alertar o cuidador quando a fralda está molhada. Quando o sensor detecta umidade na fralda, ele envia um sinal para um receptor próximo, que por sua vez pode enviar uma notificação para um smartphone ou computador.

O sensor consiste em uma etiqueta passiva de identificação por radiofrequência (RFID), que é colocada abaixo de uma camada de polímero superabsorvente, um tipo de hidrogel normalmente usado em fraldas para absorver a umidade. Quando o hidrogel é molhado, o material se expande e se torna levemente condutivo – o suficiente para acionar a etiqueta RFID para enviar um sinal de rádio a um leitor RFID a até 1 metro de distância.

Os pesquisadores dizem que o projeto é a primeira demonstração do hidrogel como um elemento de antena funcional para detecção de umidade em fraldas usando RFID. Eles estimam que o sensor custe menos de 2 centavos de dólar para ser fabricado, o que o torna uma alternativa descartável de baixo custo para outras tecnologias de fraldas inteligentes.

Com o tempo, as fraldas inteligentes podem ajudar a registrar e identificar certos problemas de saúde, como sinais de constipação ou incontinência. O novo sensor pode ser especialmente útil para enfermeiras que trabalham em unidades neonatais e cuidam de vários bebês ao mesmo tempo.

Pankhuri Sen, um assistente de pesquisa no Laboratório AutoID do MIT, prevê que o sensor também pode ser integrado em fraldas de adultos, para pacientes que podem estar inconscientes ou com vergonha de relatar que uma mudança é necessária.

“As fraldas não são usadas apenas para bebês, mas também para populações idosas ou pacientes que estão acamados e incapazes de cuidar de si mesmos”, diz Sen. “Nesses casos, seria conveniente que um cuidador fosse notificado de que um paciente, principalmente em um hospital com vários leitos, precisa ser trocado.”

“Isso poderia prevenir erupções cutâneas e algumas infecções, como infecções do trato urinário, tanto na população idosa quanto na infantil”, acrescenta o colaborador Sai Nithin R. Kantareddy, aluno de pós-graduação do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT.

Sen, Kantareddy e seus colegas do MIT, incluindo Rahul Bhattacharryya e Sanjay Sarma, junto com Joshua Siegel da Michigan State University, publicaram seus resultados hoje no jornal Sensores IEEE. Sarma é o vice-presidente de aprendizado aberto do MIT e o professor de Engenharia Mecânica Fred Fort Flowers e Daniel Fort Flowers.

Sentido de adesivo

Muitas fraldas disponíveis no mercado incorporam indicadores de umidade na forma de tiras, impressas ao longo da parte externa da fralda, que mudam de cor quando molhadas – um design que geralmente requer a remoção de várias camadas de roupa para poder ver a fralda real.

As empresas que buscam a tecnologia de fraldas inteligentes estão considerando sensores de umidade sem fio ou habilitados para Bluetooth, com dispositivos que se prendem ao exterior da fralda, junto com baterias volumosas para alimentar conexões de longo alcance com a internet. Esses sensores são projetados para serem reutilizáveis, exigindo que um cuidador remova e limpe o sensor antes de prendê-lo a cada nova fralda. Sensores atuais sendo explorados para fraldas inteligentes, estima Sen, são vendidos por mais de $ 40.

Em contraste, as etiquetas RFID são de baixo custo e descartáveis, e podem ser impressas em rolos de adesivos individuais, semelhantes às etiquetas de código de barras. O Laboratório AutoID do MIT, fundado por Sarma, tem estado na vanguarda do desenvolvimento de tags RFID, com o objetivo de usá-los para conectar nosso mundo físico à Internet.

Uma etiqueta RFID típica tem dois elementos: uma antena para retrodifusão de sinais de radiofrequência e um chip RFID que armazena as informações da etiqueta, como o produto específico em que a etiqueta está afixada. As etiquetas RFID não requerem baterias; eles recebem energia na forma de ondas de rádio emitidas por um leitor RFID. Quando uma etiqueta RFID capta essa energia, sua antena ativa o chip RFID, que ajusta as ondas de rádio e envia um sinal de volta ao leitor, com suas informações codificadas nas ondas. É assim que, por exemplo, produtos etiquetados com etiquetas RFID podem ser identificados e rastreados.

O grupo de Sarma tem permitido que as etiquetas RFID funcionem não apenas como rastreadores sem fio, mas também como sensores. Mais recentemente, como parte do Programa de Ligação Industrial do MIT, a equipe iniciou uma colaboração com a Softys, um fabricante de fraldas com sede na América do Sul, para ver como as etiquetas RFID poderiam ser configuradas como detectores de umidade descartáveis ​​de baixo custo em fraldas. Os pesquisadores visitaram uma das fábricas da empresa para ter uma ideia do maquinário e da montagem envolvidos na fabricação de fraldas e, em seguida, voltaram ao MIT para projetar um sensor RFID que pudesse ser razoavelmente integrado ao processo de fabricação de fraldas.

Tag, você é isso

O design que eles criaram pode ser incorporado na camada inferior de uma fralda típica. O próprio sensor lembra uma gravata borboleta, no meio do qual consiste em um chip RFID típico conectando os dois triângulos da gravata borboleta, cada um feito de polímero superabsorvente de hidrogel, ou SAP.

Este é um diagrama de um bebê e a fralda
Uma nova fralda “inteligente” descartável e acessível incorporada com uma etiqueta RFID é projetada por pesquisadores do MIT para detectar e comunicar umidade a um leitor RFID próximo, que por sua vez pode enviar uma notificação sem fio a um cuidador de que é hora de uma mudança. A imagem é creditada ao MIT News.

Normalmente, o SAP é um material isolante, o que significa que não conduz corrente. Mas quando o hidrogel fica molhado, os pesquisadores descobriram que as propriedades do material mudam e o hidrogel se torna condutor. A condutividade é muito fraca, mas é suficiente para reagir a quaisquer sinais de rádio no ambiente, como os emitidos por um leitor RFID. Essa interação gera uma pequena corrente que liga o chip do sensor, que atua como uma típica etiqueta RFID, ajustando e enviando o sinal de rádio de volta ao leitor com a informação – no caso, de que a fralda está molhada.

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Os pesquisadores descobriram que, ao adicionar uma pequena quantidade de cobre ao sensor, eles poderiam aumentar a condutividade do sensor e, portanto, o intervalo no qual a etiqueta pode se comunicar com um leitor, chegando a mais de 1 metro de distância.

Para testar o desempenho do sensor, eles colocaram uma etiqueta nas camadas inferiores de fraldas tamanho recém-nascido e embrulharam cada fralda em torno de uma boneca de tamanho real, que encheram com água salgada cujas propriedades condutoras eram semelhantes aos fluidos corporais humanos. Eles colocaram as bonecas a várias distâncias de um leitor RFID, em várias orientações, como deitar na horizontal ou sentar na vertical. Eles descobriram que o sensor específico que eles projetaram para caber em fraldas do tamanho de recém-nascidos era capaz de ativar e se comunicar com um leitor a até 1 metro de distância quando a fralda estava totalmente molhada.

Sen imagina que um leitor RFID conectado à internet poderia ser colocado no quarto de um bebê para detectar fraldas molhadas, momento em que poderia enviar uma notificação ao telefone ou computador de um cuidador de que uma troca é necessária. Para pacientes geriátricos que também podem se beneficiar de fraldas inteligentes, ela diz que pequenos leitores de RFID podem até ser acoplados a dispositivos auxiliares, como bengalas e cadeiras de rodas para captar os sinais de uma etiqueta.

Financiamento: Esta pesquisa foi apoiada em parte pela Softys no âmbito do Programa MIT Industry Liason.

Sobre este artigo de pesquisa neurotech

Fonte:
COM
Contatos de mídia:
Jennifer Chu – MIT
Fonte da imagem:
A imagem é creditada ao MIT News.

Pesquisa original: Acesso fechado
“Detecção de umidade de fraldas de baixo custo usando tags RFID à base de hidrogel”. Pankhuri Sen; Sai Nithin R. Kantareddy; Rahul Bhattacharyya; Sanjay Emani Sarma; Joshua E. Siegel.
Sensores IEEE doi: 10.1109 / JSEN.2019.2954746.

Resumo

Detecção de umidade de fraldas de baixo custo usando tags RFID à base de hidrogel

Há uma oportunidade de utilizar sensores orientados ao consumidor, vestíveis, para monitoramento da saúde própria e medicina preventiva. Fralda descartável com baixo custo embutido, sensores de umidade descartáveis ​​são um desses produtos. Os usuários de fraldas incluem bebês, idosos, pessoas com deficiência e pacientes hospitalares. Os alertas baseados em eventos podem melhorar o atendimento a essa população, melhorando o gerenciamento da incontinência, prevenindo erupções cutâneas e infecções e evitando constrangimento. Os dados coletados podem ser usados ​​para otimizar os intervalos de mudança, reduzindo assim o desperdício e as despesas. Neste artigo, realizamos um novo sensor descartável para detecção de umidade alavancando as propriedades do material do gel de polímero de absorção de água comum à maioria das fraldas. Demonstramos um monitor de umidade RFID UHF funcional baseado em detecção de hidrogel e propomos um projeto de sensor híbrido utilizando metal e hidrogel otimizado para uma geometria de fralda específica. O projeto do sensor proposto atinge uma faixa de leitura de 1 metro, um raio de curvatura de

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