高端医疗设备展Medtec中国展了解到凯斯西储大学的研究人员创造了一个简单的原型设备，使用户能够通过改变他们的呼吸模式来控制“智能家居”。这种自供电装置可放入鼻孔，并有可能提高行动不便或无法清晰说话的人的生活质量。如果个人呼吸困难，它也可以编程为医务人员提供自动警报。

“我们相信，在一个小型设备中同时具备这两种能力——智能技术控制和医疗警报——让这变得与众不同，”机械和航空航天工程助理教授曹昌勇说，他正在领导该设备的研发。

曹和他的合作者最近在Advanced Materials Interfaces杂志上发表了他们的研究。该团队包括最近的博士后庞耀坤(现为中国青岛大学教授)和博士。学生陈守。曹说，他还为他们的原型设备申请了专利。

“智能技术”革命

智能家电和智能家居技术共同构成了一个快速发展的行业，因为数百种消费级家电和设备都支持蓝牙或并入“物联网”(IoT)。智能家电包括照明和能源控制系统、空调和安全系统。它们可以远程控制或编程以自主执行。高端医疗设备展Medtec中国展自2016年起布局医疗电子，从最初的电子部件、电机&传动控制展区到2021年首开的高端医疗设备设计与制造专区，目前已经有包括日立金属投资（中国）有限公司 、砷泰中国 、东莞市雨菲电子科技有限公司、上海孚蕊哲静电科技有限公司 、深圳市格兰拓普电子有限公司和杭州通鉴科技有限公司等多家企业入驻参展，点击快速预登记。

但对于不能说话或不能用肢体对设备进行编程的用户来说，智能技术的好处几乎是不可能获得的。“智能技术很棒——但前提是你可以真正使用它，”曹说。“例如，我们的新设计将允许任何正在呼吸的人能够打开和关闭设备，或更改恒温器的设置。”

设备工作原理

曹和他的合作者使用一种称为摩擦纳米发电机 (TENG) 或摩擦起电的技术来使该设备工作。TENG 可以将从环境中收集的机械能转化为电能，为传感器等小型设备供电或为消费电子产品充电。

这项在过去十年中认真开发的技术使科学家能够将日常机械能转化为有用的电能。自然环境中存在的能量包括雨、风，甚至是日常的身体运动，例如双手接触、走路，或者在这种情况下是呼吸。

曹说，该设备被称为“呼吸驱动的人机界面(HMI)系统”，由于其简单的设计和功能，可能在三到五年内向公众提供。他说，该团队将在未来几个月和几年内继续研究原型，为实际使用做好准备。更多医疗电子相关展品尽在高端医疗设备展，展商Perma Pure LLC、上海迅音科技有限公司、富延升电子、上海富安、西安远讯光电科技等将在现场带来包括电子元件、组件和附件企业，展品包括CG外夹式超声波流量传感器、IO-Link 主站、可视弯管喉镜、LD/LED光纤滑环等。

作者：Case Western Reserve UniversityEDN电子技术设计
来源：EDN电子技术设计