阿卜杜拉国王科技大学的科学家们发现了一种非常简单的方法来追踪禁食期间身体的水分含量:通过测量皮肤与触摸屏的相互作用。
该研究发表在《IEEE 传感器杂志》上。由电气工程师塔里克·阿尔-纳福里(Tareq Al-Naffouri)及其阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)同事领导的研究小组表明,该方法也适用于运动员,他们经常因剧烈运动和汗液流失而脱水。
“我们也有理由期待,这种方法未来有一天也能惠及其他弱势群体,包括老年人、幼儿和肾病患者,”Al-Naffouri 说道。
为了演示这一概念,Al-Naffouri 的团队使用了一种基本的电容式传感器——与智能手机屏幕中使用的传感器相同——能够检测皮肤水分的细微变化。当指尖接触传感器时,它会记录皮肤电容的变化,这是衡量皮肤储存电荷能力的指标,而电荷会随着皮肤水分含量的变化而变化。
研究人员表示,这些数据最终可以让人们实时监测自己的水分状况——无需针头、可穿戴设备或实验室操作。只需轻轻一触,即可提醒人们在出现头晕或疲劳等症状之前喝水或补充水分。
“我们设想实现实时、日常、用户友好的水分监测,用户只需将手指放在智能手机屏幕上即可评估他们的水分状况,”该研究的作者、Al-Naffouri 研究小组的前访问学生 Soumia Siyoucef 说道。
为了验证他们的技术,KAUST 团队收集了超过 4000 个指尖读数,这些读数来自参加极限飞盘游戏或在健身房锻炼的运动员。他们训练机器学习模型,将皮肤电导率的细微变化转化为身体含水量的测量值。
经过测试,该系统取得了令人印象深刻的结果——准确区分运动员的补水和脱水状态的准确率高达 92%。