04,08,2026 8Ansichten
【GeräteForschungs- und EntwicklungsnachrichtenDas Institut für Mikroelektronik der chinesischen Universität für Wissenschaft schlägt eine körperliche Oberfläche vor, die auf der Taltopologie basiertSensorErstmals wird die Topophysik auf dem Gebiet der Biomedizin angewendet. Die Studie mit dem Titel „Body sensor networks based on flexible topological clothing“ wurde am 5. Januar in Nature Electronics veröffentlicht.
Die Studie entwarf und bereitete eine Taltopologie-Superstrukturfläche auf Basis flexibler leitfähiger Gewebe, die in die tägliche Bekleidung integriert wurde, um ein tragbares, rekonstruierbares Netzwerk von Oberflächensensoren aufzubauen. Das Netzwerk nutzt den topologischen Grenzstand für eine effiziente und verlustarme drahtlose Signalübertragung, die die Kommunikationsqualität und die physiologische Signalüberwachung von tragbaren Biosensoren in Bewegung erheblich verbessert.
Durch die Konstruktion von 2D-Modulen mit unterschiedlichen Topophasen ermöglichte das Team eine flexible Konfiguration mehrerer unabhängiger drahtloser Kanäle. Experimente haben gezeigt, dass die topologische Kleidung eine Signalverstärkung von über 30 dB auf der menschlichen Oberfläche erzielt und unter komplexen Bedingungen wie Biegung, Dehnung und menschlicher Passform eine stabile Leistung aufrechterhalten kann. Das System bietet im Vergleich zu herkömmlichen Radiokommunikationsnetzen erhebliche Vorteile hinsichtlich Energieeffizienz, Störungsbeständigkeit und Datensicherheit.
Im physiologischen Überwachungsexperiment integrierte das Forscherteam die topologische Kleidung mit mehreren Beschleunigungsmessern und Bluetooth-Modulen, kombiniert mit adaptiven Filtern und Algorithmen für künstliche Intelligenz, um erfolgreich eine hochpräzise Überwachung von Schlüsselphysiologischen Parametern wie Herzfrequenz und Atmungsfrequenz im Bewegungszustand zu erreichen. Die Ergebnisse zeigten, dass das System das Signal-Rausch-Verhältnis in Bewegung um mehr als zwei Größengruppen erhöhte und die Genauigkeit der Herzfrequenzmessung etwa dreimal erhöhte. Die Studie verbindet erstmals die tiefe Integration von topologischen Photonenstrukturen mit tragbaren biomedizinischen Sensoren, um neue Ideen für die nächste Generation der intelligenten Gesundheitsversorgung zu schaffen und neue Wege für die Anwendung der Topophysik in der biomedizinischen Technik zu eröffnen.
Li Zhipeng, Professor der Universität für Mikroelektronik in China, ist der erste Autor der Arbeit, Liu Zhu, Associate Professor der Hunan Normal University, ist der gemeinsame Autor der Arbeit und der Kommunikation, die Autoren der Kommunikation sind auch Professor Jinghui von der Hunan Normal University und Professor Cheng-Wei Qiu von der National University of Singapore.
