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仿鲨鱼“劳伦氏壶腹”:人类生理信号感知技术突破瓶颈

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发布时间:2017-01-19 15:03:07

    暗无天日的海底,鲨鱼靠什么感官生存?这个问题困扰了生物学家数百年之久。 


    最初,解剖学家劳伦兹尼发现鲨鱼头部前端有斑点般的体孔, 但他终其一生都没有证明这些体孔的用处。后世生物学家坚信“壶腹”是有用的。就像人类的盲肠,造物主不会无缘无故在鲨鱼身体上制造无用器官。 

    在劳伦兹尼发现“壶腹”近300年后,现代生物学家终于发现了它的用处:在暗无天日的海底,鲨鱼的感觉器官失灵。“壶腹”就像一台探测器,它随时随地发出电磁波,监测周遭的微弱电流。以此鲨鱼可以轻而易举地发现猎物,并对危险环境进行迅速反应。 

    在这个万物互联的时代,人是万物互联的目的和指向。对人体信息的探测,是物联体系的重要前提。那么,“壶腹”能够为生理信号探测及应用带来怎样的启示呢? 

    将鲨鱼仿生超低频电磁波探测技术应用于人体生理信号探测 

    人体生理信号强度极其微弱,且伴有工频干扰、接触噪声、呼吸基线漂、动态伪迹和信号串扰。鲨鱼的电磁波探测波段与人体生理信号波段相似,故来自江苏南大五维科技的研发团队仿照鲨鱼的电磁波探测原理自主研发了鲨鱼仿生超低频电磁波探测技术,应用于人体生理信号探测。 

    如何从人体复杂噪声信号中选取有效精准的信号?鲨鱼仿生超低频电磁波技术具备极高输入阻抗,大幅提高探测灵敏度。它从探测维度及准确性双方面确保生理信号探测质量。同时,其共模抑制比完全达到了医疗级标准,能够有效降噪,并且筛选过程精准简单。 

    传统用于院外生理指标监测设备无法实时、精准的采集到人体信号,且因为无法实时传输数据,对设备存储要求高,又需要探测更多有效的数据,造成监测设备本身很大很复杂,不便于用户日常携带和使用,尤其是针对一些慢病的院外诊断和监护造成限制和阻碍。 

    万物互联的根本前提是随时随地的连接及信息互换。若人体生理信号无法解决在感知层精确和持续探测的瓶颈,就彻底失去人体感知的实际意义。因此,建立一个实时持续的监护系统,对人体生理指标进行不间断、长期的监测,早期发现、及时预警和治疗有重要意义。 

    让生理信号探测落地,它与生活息息相关 

    超低频电磁波探测技术及其模块真正突破了人体生理信号在感知层的技术瓶颈,可以应用于更多领域。南大五维2017年将推出多种产品。在心电穿戴监测领域, vHeart智能心电手表已完成用户测试,将在第一季度末上市;在健康运动领域,将推出智能运动生理信号感知系统,该系统已与知名运动装备厂家合作,完成产品设计与验证;在智慧医疗和社会健康管理领域,高精度生理信号传感模块项目已在具体落实实施中。 

    vHeart智能心电手表     

    很多疾病尤其是心血管慢性疾病,无规律且不可预见。南大五维科技研发心电监测模块解决了现有心电检测设备无法长时间持续监测且穿戴方式复杂的问题,同时实时传输处理过的有效心电数据,方便用户长期连续的监测心脏状况。 

    作为对该心电模块的产品化与功能性验证,由南大五维科技自主研发的心电监测智能手表vHeart即将上市。vHeart的问世或将彻底改变现有心电监测模式,将人体心电信号探测推向对人类更有利的新高度。 

    智能运动生理信号感知系统     

     突破传统运动检测设备价格昂贵、数据不全面、佩戴不舒适等问题。将很小的探测模块放置在运动服饰合适位置,进行运动中实时精确监测相关生理指标与分析:如安全心率与减脂心率区间数据实时分析,以及HRV运动前后身体状态与运动强度关联性分析等。将复杂的生理信号变为简明的数据分析,实现从前端到后端的全面服务方案。 

    生理信号监测与运动服饰的结合,为传统运动服饰行业增添了更多可能性,也为现有产品进行理念化升级。这种新形态的产品将为运动服饰行业开辟更加高端广阔的市场。 

    智慧医疗高精度生理信号传感模块   

      针对社区医疗和社区健康管理,南大五维科技提供的智慧医疗高精度生理信号采集模块是一个用于采集和处理生理信号的模块。可实现实时生命体征数据传感、处理、分析。该模块可以和其他传感模块(惯性传感、呼吸传感、温度传感等)结合,提供更丰富的生命体征指标,还可以和定位导航模块GPS,以及传输模块(蓝牙、WiFi等)高度集成,应用在更多与人与生活密不可分的领域。 

    为了极大的减少对人体生理信号采集的限制,该传感模块的探测已可实现透过毛衣进行非接触人体的方式精确采集生理信号,其信号质量及各项指标甚至优于接触式传感探测。 

    在未来,随着人体生理信号的探测技术的普及,物联网节点会逐步趋向于人类本身发出的生理信号。它将替代手机、电脑等设备成为万物互联的核心。五维科技的生理信号探测技术及相关模块将彻底改变当今人体生理信号感知的现状,突破感知层的瓶颈,将生理信号监测引向足以改变人类生活模式的物联世界。 

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