Onderzoekers van het Imperial College London hebben een nieuwe sensor voor het volgen van de gezondheid van huisdieren en mensen uitgevonden die vitale functies via bont of kleding bewaakt.

Het nieuwe type sensor, die vitale functies zoals hart- en ademhalingsfrequenties kan detecteren door middel van bont en tot vier lagen kleding, zou kunnen helpen om alledaagse wearables voor huisdieren en vee te realiseren.

Ze kunnen eigenaren helpen de gezondheid van hun huisdieren in de gaten te houden, en dierenartsen helpen dieren tijdens operaties te controleren zonder dat ze hoeven te scheren.

Ze zouden zelfs kunnen helpen bij het verbeteren van het werk van speurhonden die worden gebruikt om bommen en vermiste personen op te sporen.

In mensen, ze zouden een nieuwe manier kunnen bieden om vitale functies te meten die metingen over kleding kunnen leveren zonder direct contact met de huid.

Hoofdauteur Dr. Firat Guder, van de afdeling Bioengineering van Imperial, zei:"We verwachten dat wearables een belangrijke rol zullen spelen bij het bewaken van de gezondheid en het vroegtijdig opsporen van ziekten. Onze rekbare, flexibele uitvinding luidt een geheel nieuw type sensor in die de gezondheid van dieren en mensen kan volgen over vacht of kleding."

Het onderzoek naar deze nieuwe klasse sensoren is vandaag gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen .

"Waterig, squishy stethoscoop"

Anders dan bij mensen, voor wie er veel fitness-tracking-apparaten zijn, er zijn momenteel niet veel 'draagbare' opties voor huisdieren en andere dieren. De onderzoekers suggereren dat een van de redenen hiervoor is dat huidige trackers vitale functies niet door middel van bont kunnen volgen.

Het nieuwe, door Imperial ontwikkelde apparaat is gemaakt van een composietmateriaal van siliconen en water waarin zich een microfoon bevindt die geluidsgolven opvangt, als een waterige, squishy stethoscoop. Het is flexibel en rekbaar genoeg om zich strak aan te passen aan de vorm van de vacht, kleding, of lichaamsdeel waarop het is geplaatst, eventuele geluidzuigende luchtbellen eruit knijpen en voorkomen dat ze zich opnieuw vormen.

Eerste auteur Yasin Cotur, ook van de afdeling Bioengineering van Imperial, zei:"De sensor werkt als een waterige, squishy stethoscoop, eventuele openingen tussen het object en het onderwerp opvullen, zodat er geen luchtbellen aanwezig zijn om het geluid te dempen."

Het geluid wordt omgezet in een digitaal signaal dat vervolgens wordt verzonden naar een draagbare computer in de buurt, zodat mensen de fysiologie van een dier in realtime kunnen volgen.

Toen de onderzoekers hun apparaat testten op vijf mensen en één hond, ze ontdekten dat het tot vier lagen kleding doorwerkt, en dat de sensor het beste werkt als de kleding of vacht recht tegen de huid zit.

Honden met banen

Naast het volgen van de gezondheid, de onderzoekers zeggen dat de sensoren kunnen helpen de bevindingen van speurhonden om te zetten in meetbare gegevens.

Snuffelhonden zijn getraind om gedrag te vertonen zoals zitten of blaffen wanneer ze een doelobject detecteren, zoals een explosief of een persoon die vastzit in puin na een aardbeving.

Wanneer honden 'waarschuwen' om objecten te targeten, zoals bommen, hun hart- en ademhalingsfrequenties nemen toe omdat ze opgewonden zijn om beloond te worden voor het correct identificeren van hun doelwit.

Echter, 'alarmerend' gedrag kan moeilijk kwantitatief te meten zijn.

De onderzoekers zeggen dat hun nieuwe sensor basislijnen van normale hart- en ademhalingsfrequenties zou kunnen vaststellen om het opwindingsniveau voor elke hond te kwantificeren. Dit zou worden afgemeten aan de mate waarin hun vitale functies afwijken van de norm.

Door te meten hoe opgewonden de honden zijn, een ingebouwd algoritme zou zelfs in staat kunnen zijn om de sterkte van de reactie van de hond op de geur die het detecteert te bepalen en uit te werken hoe 'zeker' de hond is van het vinden van het gewenste object.

Dieren AI

De sensoren zijn tot nu toe alleen op honden en mensen getest, maar de onderzoekers zullen proberen ze vervolgens aan te passen voor gebruik op andere soorten huisdieren, evenals paarden en vee.

Yasin zei:"De volgende stap is om ons systeem verder te valideren met dieren, voornamelijk gericht op speurhonden en later paarden en vee."

Ze integreren ook bewegingssensoren in het systeem, zodat ze de bewegingen van dieren in realtime kunnen volgen. De software zou een kunstmatig intelligent algoritme kunnen gebruiken om aan te geven wanneer huisdieren staan, zitten, of liegen, evenals in welke richting ze worden geconfronteerd en hoe hun vitale functies afwijken van de norm. Dit kan aansluiten op een smartphone-app die eigenaren zal vertellen hoe, en waar, hun huisdieren zijn in realtime.

"Rekbare composiet akoestische transducer voor draagbare bewaking van vitale functies" door Yasin Cotur, Michael Kasimatis, Matti Kaist, Selin Olenik, Charis Georgiou, en Firat Güder, gepubliceerd 25 februari in Geavanceerde functionele materialen .