便宜的智能纸尿裤湿了可以通知护理人员

对于一些宝宝来说，湿尿布会立即改变他们的需求，而另一些宝宝可能不会感到不舒服，愿意长时间拖着湿货而不抱怨。但是，如果尿布穿得太久，湿尿布会引起皮疹疼痛，给婴儿和父母带来痛苦。

现在，麻省理工学院的研究人员开发了一种嵌入湿度传感器的“智能”尿布，当尿布潮湿时，它可以提醒护理人员。当传感器检测到尿布中的水分时，它会向附近的接收器发送信号，接收器又会向智能手机或电脑发送通知。

该传感器由无源射频识别(RFID)标签组成，该标签被放置在一层超吸收聚合物之下，该聚合物是一种通常用于吸收尿布中水分的水凝胶。当水凝胶潮湿时，材料会膨胀并变得稍微导电——足以触发射频识别标签向不超过1米远的射频识别阅读器发送无线电信号。

研究人员表示，这一设计是水凝胶作为功能性天线元件的首次展示，该元件用于带射频识别的尿布中的湿度传感。他们估计，这种传感器的制造成本不到2美分，使其成为其他智能尿布技术的低成本一次性替代品。

随着时间的推移，智能尿布可能有助于记录和识别一些健康问题，如便秘或失禁的迹象。这种新的传感器对从事新生儿科工作的护士来说特别有用，他们可以同时照顾许多婴儿。

麻省理工学院AutoID实验室的研究助理潘胡里森(Pankhuri Sen)设想，这种传感器也可以集成到成人尿布中，以适应那些可能不知道或羞于报告是否需要更换的患者。

“纸尿裤不仅用于婴儿，也用于年龄过大或卧床不起不能自理的患者，”森说，“在这些情况下，通知护理人员需要更换患者(尤其是多床医院的患者)是很方便的。”

麻省理工学院机械工程系研究生Sai Nithin R. Kantareddy补充说：“这可以预防皮疹和一些感染，比如老年人和婴儿的尿路感染。”

森、坎塔雷迪和他们在麻省理工学院的同事，包括拉胡尔巴特查里亚和桑杰萨尔马，以及密歇根州立大学的约书亚西格尔，今天都在《IEEE传感器杂志》上发表了他们的研究成果。萨尔马是麻省理工学院开放学习的副校长，也是弗雷德弗劳尔斯堡和丹尼尔弗劳尔斯堡的机械工程教授。

贴纸感

很多现成的纸尿裤都有湿度指示条，这些指示条沿着纸尿裤的外侧印刷，湿了会变色——这种设计通常需要脱下多层衣服才能看到实际的纸尿裤。

寻求智能尿布技术的公司正在考虑采用无线或蓝牙技术的湿度传感器，他们的设备连接到尿布的外部，笨重的电池可以为与互联网的远程连接供电。这些传感器被设计成可重复使用的，要求护理人员在将传感器连接到每个新尿布上之前将其移除并清洁。森估计，智能纸尿裤的传感器目前正在研究中，零售价超过40美元。相比之下，射频识别标签是低成本和一次性的，并且可以像条形码标签一样以单个标签卷的形式打印。由Sarma建立的麻省理工学院AutoID实验室一直走在RFID标签开发的最前沿，其目标是利用它们将我们的物理世界与互联网连接起来。

典型的射频识别标签有两个元件：用于反向散射射频信号的天线和用于存储标签信息的射频识别芯片，例如标签所附着的特定产品。射频识别标签不需要电池。它们从射频识别阅读器接收无线电波形式的能量。当射频识别标签接收到这种能量时，它的天线会激活射频识别芯片，射频识别芯片会调整无线电波，并将其信息编码在无线电波中，从而将信号发送回阅读器。例如，这是识别和跟踪带有射频识别标签的产品的方法。

萨尔马的团队一直在制造射频识别标签，不仅可以用作无线追踪器，还可以用作传感器。最近，作为麻省理工学院工业接触计划的一部分，该团队开始与南美尿布制造商Softys合作，研究如何将射频识别标签配置为尿布中的低成本一次性湿度检测器。研究人员参观了该公司的一家工厂，了解尿布制造过程中涉及的机械和部件，然后回到麻省理工学院设计了一种可以合理集成到尿布制造过程中的射频识别传感器。

标记一下。

他们提出的设计可以结合到典型尿布的底层。传感器本身就像一个蝴蝶结，它的中心由一个典型的RFID芯片组成，该芯片连接了蝴蝶结的两个三角形，每个三角形都由水凝胶超吸收聚合物或SAP制成。

一般来说，SAP是一种绝缘材料，这意味着它不导电。然而，当水凝胶变湿时，研究人员发现材料特性发生变化，水凝胶变得导电。导电性很弱，但足以对环境中的任何无线电信号做出反应，例如来自射频识别阅读器的无线电信号。这种相互作用产生一个小电流，打开传感器的芯片，然后将其用作典型的射频识别标签，对其进行调整，并将无线电信号与信息一起发送回阅读器——在这种情况下，尿布是湿的。

研究人员发现，通过在传感器中加入少量铜，可以提高传感器的电导率，使标签和阅读器之间的通信距离可以达到1米以上。

为了测试传感器的性能，他们在新生儿大小的尿布的底层放置了一个标签，并将每个尿布包裹在一个真人大小的娃娃身上，并在其中填充了盐水，该盐水的导电特性类似于人体液。他们将玩偶放在与RFID阅读器不同距离的不同方向，例如平躺或直立放置。他们发现，当尿布完全湿润时，他们设计用于婴儿尿布的特殊传感器能够激活并与距离不超过1米的阅读器通信。

Sen设想可以将连接到Internet的RFID阅读器放在婴儿的房间中，以检测尿布，这时它可以向护理人员的电话或计算机发送需要进行更改的通知。她说，对于可能也从智能尿布中受益的老年患者，小型RFID阅读器甚至可以连接到辅助设备，例如手杖和轮椅，以拾取标签的信号。