“電子紋身”核心技術(shù)詳解 未來的可穿戴形式？

　　能量自給自足的多面手

　　聊完了機械性質(zhì)，讓我們來看看這個電子紋身的電子性質(zhì)：

　　拿一個2×2的小型系統(tǒng)來測試，如果全部選擇太陽能單元，在兩兩串聯(lián)然后再并聯(lián)的情況下，它能夠產(chǎn)生4.4V的開路電壓、 3.4mA的短路電流，以及12.5mW的功率，填充因子(fill factor，F(xiàn)F)達到0.84(FF=功率/(開路電壓×短路電流));如果選擇4個并聯(lián)的鋰電池，此系統(tǒng)可以在大約3.8V電壓和100μA的電流下，持續(xù)供電2小時。30%以下的雙軸形變率不會影響此系統(tǒng)的電子性能;在15%的形變率下，系統(tǒng)在實驗室中成功完成了1000次充放電循環(huán)。

　　這只是功能單元最簡單的兩種組合方式，通過靈活安排太陽能單元和鋰電池單元的組合和數(shù)量，我們可以讓這個電子紋身滿足許多不同的任務(wù)要求(電壓/電流/功率/工作方式/工作時間);而與功能單元相同大小的能量管理芯片，也可以在軟件層面實時控制整個電子紋身的運行。

　　圖5：此款新型電子紋身在熱成像領(lǐng)域的應(yīng)用場景

　　圖5列舉了這個電子紋身在熱成像領(lǐng)域的一些應(yīng)用場景，包括監(jiān)測正在進行鍛煉的人員的體表溫度——如圖5A。研究者在志愿者身上不同部位安放了由溫度傳感器、鋰電池和能量管理芯片組成的的溫度監(jiān)測裝置，它會以每10秒取樣1次的速率將溫度信息傳送到外部手機中，并由相對應(yīng)的APP處理信息。圖5B中可以看到，在運動開始之后，志愿者的體表溫度急劇下降，這和皮膚表面的汗水蒸發(fā)有關(guān)，而在運動結(jié)束之后，體表的溫度會逐漸上升，最終回到平靜狀態(tài)時的溫度。

　　同時進行測試的紅外線熱成像儀也支持此裝置的測試結(jié)果(圖5C)。圖5D中的圖表，則顯示了一位志愿者在呼吸時，體表的溫度變化，顯然，在深呼吸時，體表的溫度變化間隔較長，也較劇烈。而體表溫度可以反映一個人的生理狀態(tài)，過低/過高的溫度都預示著身體機能的變化，這樣的體表溫度監(jiān)測裝置可以作為輔助的測謊儀、或者生命體征監(jiān)視儀。圖5E中是一個溫度報警器，結(jié)構(gòu)原理和之前的體表溫度監(jiān)測裝置類似，當溫度傳感器感知的溫度高于/低于某一臨界值的時候，警報燈(LED)就會亮起——此報警器具備防水功能，所以溫度測試也可以在水下，或者在惡劣的天氣環(huán)境下進行。

　　接下來的任務(wù)就變得相對簡單，把電子通訊模塊、內(nèi)存、運算系統(tǒng)以及各種感知系統(tǒng)小型化、輕量化、節(jié)能化并最終整合到電子紋身中去，隨著科技的進步，這款電子紋身會擁有不斷的升級潛力，從智能可穿戴設(shè)備到智能手機等等。對于整個電子紋身產(chǎn)業(yè)來說，體表的電源意味著大樓夯實了地基，至于是要造購物中心，還是工廠學校，就等各位技術(shù)大拿們自由發(fā)揮了!