拓扑物理首次应用于生物医学

可穿戴设备首次能够更准确地监测应用于生物医学领域的拓扑物理。合肥1月23日电(记者丁一鸣、张赫)近日,中国科学技术大学微电子学院研究团队提出了一种基于拓扑谷超表面的体表传感器网络,首次将拓扑物理应用于生物医学领域。相关研究成果近日在线发表于《Nature Electronics》杂志上。在这项研究中,我们设计并制备了一种基于柔性导电织物的棒状拓扑超表面,并将其集成到日常服装中,以构建可重构和可穿戴的体表传感器网络。该网络利用拓扑极限状态实现高效、低损耗的无线信号传输,显着提高可穿戴生物传感器在运动过程中的通信质量和生理信号监测能力。研究团队通过设计不同相位的二维模块,实现了多个独立无线通道的灵活配置。实验表明,这款拓扑服装能够实现人体表面30分贝以上的信号传输提升,并在弯曲、拉伸、适应人体等复杂条件下保持稳定的性能。与传统无线通信网络相比,该系统在能源效率、抗干扰和数据安全方面具有显着优势。在生理监测实验中,研究团队能够将拓扑穿戴与多个加速度计和蓝牙模块相结合,结合自适应滤波和人工智能算法,让Pato实现运动过程中心率、呼吸频率等关键生理参数的高精度监测。实验结果表明,运动过程中,信噪比系统性能提升超过两个数量级,心率监测精度提升约三倍。 “针对运动等复杂场景下可穿戴设备监测精度不足的问题,我们创新性地将条形拓扑的物理原理融入到柔性可穿戴纺织品中,其具有电磁信号定向传输的优势。传统个性化网络可以转变为模块化设计,将体表多个传感器联网,构建多条专用信号高速公路,传感器信噪比提升100倍以上,心率等重要生命体征监测精度依然非常高。”高。”中国科学技术大学微电子系“该技术有望推进健康监测从单点检测走向全身网络化智能检测,并提供“针对运动健康、慢病管理等场景创新解决方案。”李子鹏教授告诉记者。
(编辑:项小斌)

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