طور فريق من الباحثين تقنية جديدة تهدف إلى تحسين مراقبة المتغيرات الحيوية للأفراد في البيئات المفعمة بالحركة مثل داخل السيارات والطائرات.
وتعتمد التقنية الجديدة على مستشعر بيولوجي مدمج في أحزمة الأمان، يستخدم موجات الراديو، ليتمكن من رصد إشارات القلب والتنفس دون الحاجة إلى ملامسة مباشرة لجسم المستخدم.
ونُشرت تفاصيل التقنية الجديدة في دراسة بمجلة Nature Electronics، التي اعتبرتها خطوة مهمة نحو تحسين أنظمة السلامة على الطرق والطائرات، إذ يُمكن استخدامها لمراقبة يقظة السائقين ومستوى الإجهاد لديهم، ما يُساهم في تقليل الحوادث الناجمة عن الإرهاق أو التوتر، بحسب ما نقله موقع Techxplore.
ووفقاً للدكتور شي تيان، المشارك في البحث، فإن المستشعر تم تصميمه للتغلب على التحديات المرتبطة بالضوضاء الناتجة عن الاهتزازات داخل المركبات، والتي تُعيق أداء المستشعرات التقليدية على تتبع متغيرات جسم الإنسان، مثل نبض القلب وانتظام التنفس.
ويعتمد تصميم المستشعر الجديد على مواد متقدمة تُعرف بـ “المواد الخارقة” Metamaterials، إذ يتم تطريز خيوط موصلة للموجات بشكل خاص على حزام الأمان باستخدام نمط يُشبه المشط.
ويتيح هذا التصميم للمستشعر التفاعل مع الإشارات اللاسلكية واستقبال الإشارات البيولوجية الدقيقة من جسم المستخدم عبر الملابس، مع تقليل تأثير الضوضاء البيئية الناتجة عن حركة المركبة أو الركاب الآخرين.
وخلال الاختبارات، أظهر المستشعر قدرة عالية على رصد إشارات القلب والتنفس في بيئات متحركة، بما في ذلك داخل سيارة تسير في طرق متنوعة في سنغافورة لمدة 1.5 ساعة، وكذلك خلال اختباره داخل محاكاة قُمرة قيادة طائرة. وأثبت المستشعر كفاءته في مراقبة تغيرات معدل نبضات القلب أثناء النوم، ما يبرز إمكانيته في اكتشاف حالات اليقظة والنوم.
ويتطلع الباحثون إلى تحسين المستشعر في المستقبل من خلال تصغير مكوناته فائقة التطور لتسهيل إنتاجه على نطاق واسع بتكلفة منخفضة.
كما يعتزم الفريق تطوير خوارزميات لتحليل البيانات الفسيولوجية التي يجمعها المستشعر لتقييم حالات التعب والإجهاد والحالة الصحية للسائق، ومن المخطط أيضاً التعاون مع شركات صناعة السيارات لتحسين النظام واختباره في بيئات حقيقية.
هذه التقنية الواعدة قد تصبح جزءاً من الأنظمة القياسية للسيارات والطائرات في المستقبل، ما يُعزز من سلامة النقل عبر مراقبة الحالة الصحية للمستخدمين بفعالية في البيئات الديناميكية.
