ಮಾನವನ ಆರೋಗ್ಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಚಿಹ್ನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಉಸಿರಾಟವು ವೈಯಕ್ತಿಕ ಆರೋಗ್ಯ ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ರೋಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಶಾರೀರಿಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಉಸಿರಾಟದ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯು ಸಂಭವನೀಯ ಕಾಯಿಲೆಯ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಜೀವಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಬಹುದು. ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಬೃಹತ್, ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಮತ್ತು ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲದಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಸಿರಾಟದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣಾ ಸಾಧನಗಳ ನ್ಯೂನತೆಗಳ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ, ಸ್ವಯಂ ಚಾಲಿತ ಮತ್ತು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ.

ಬೀಜಿಂಗ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ನ್ಯಾನೊಎನರ್ಜಿ ಅಂಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್, ಚೈನೀಸ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ವಯಂ-ಚಾಲಿತ ಸ್ಪೈರಲ್ ಫೈಬರ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸೆನ್ಸರ್ (HFSS) ಆಧಾರಿತ ಸ್ವಯಂ-ಚಾಲಿತ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ರೋಗ ತಡೆಗಟ್ಟುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ರೋಗನಿರ್ಣಯಕ್ಕಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಉಸಿರಾಟದ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು. ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಅಲಾರ್ಮ್ ಮಾನವನ ಉಸಿರಾಟದ ನಡವಳಿಕೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸಹಾಯಕ್ಕಾಗಿ ಮೊದಲೇ ಹೊಂದಿಸಲಾದ ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗೆ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಕರೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಸಂಶೋಧಕರು ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಿಲ್ವರ್ ಲೇಪಿತ ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಆಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ, ಪಾಲಿಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ (PTFE) ಫೈಬರ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ, ಫೈಬರ್ ಕ್ಲಾಡಿಂಗ್ ಕೋರ್-ಶೆಲ್ ವಿಧಾನದ ಮೂಲಕ ಬೆಳ್ಳಿ ಲೇಪಿತ ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ನೇಯ್ದ PTFE ಫೈಬರ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ವೈಂಡಿಂಗ್ ಬೆಳ್ಳಿ ಲೇಪಿತ ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ನೇಯ್ದ. ಫೈಬರ್ ಬೇಸ್ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ವಿಂಡ್ ಮಾಡುವ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು, PTFE ಫೈಬರ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮೈಡ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಶೆಲ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಿಲ್ವರ್ ಪ್ಲೇಟಿಂಗ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಕೋರ್ ಲೇಯರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶೆಲ್ ಫೈಬರ್ ಕೋರ್ ಫೈಬರ್ ಸುತ್ತಲೂ ಸುತ್ತುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಹೆಣೆದುಕೊಂಡಿದೆ. ಎರಡು ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರಗಳ ಸಂಪರ್ಕ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ (PTFE ಮತ್ತು ನೈಲಾನ್) ಸಂವೇದಕದ ಒತ್ತಡ ಬಿಡುಗಡೆ ಚಲನೆಯಿಂದ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಕರ್ಷಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ರೇಖಾಂಶದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಉದ್ದವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಟ ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಲುಪುವವರೆಗೆ ಪಕ್ಕದ ನೈಲಾನ್ ಮತ್ತು PTFE ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ.

ಸಂವೇದಕದ ಕೆಲಸದ ತತ್ವವು ಎರಡು ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳ (PTFE ಮತ್ತು ನೈಲಾನ್) ಸಂಪರ್ಕದ ಸಂಪರ್ಕ ವಿದ್ಯುದೀಕರಣ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. PTFE ಮತ್ತು ನೈಲಾನ್‌ನ ವಿರುದ್ಧವಾದ ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಧ್ರುವೀಯತೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗಳು ಸಮಾನವಾದ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಶುಲ್ಕಗಳನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತವೆ. ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಬಾಹ್ಯ ಬಲದಿಂದ ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ನಂತರ, ಸಂಪರ್ಕ ಮೇಲ್ಮೈಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ, ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುವ ಎರಡು ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ನಡುವೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ. ಸಂವೇದಕದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮೇಲೆ ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, ತೆರೆದ-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಕರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಶಾರ್ಟ್-ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಕರ್ಷಕ ಒತ್ತಡವು 1% ಆಗಿರುವಾಗ, ಸಂವೇದಕವು ಇನ್ನೂ 0.5V ನ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು ಎದೆಯ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗೆ ಸ್ವಯಂ ಚಾಲಿತ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಎದೆಯ ಕೆಳಗೆ ಅದನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದರು. ಎದೆಯು ಹಿಗ್ಗಿದಾಗ ಅಥವಾ ಸಂಕುಚಿತಗೊಂಡಂತೆ, ಸಂವೇದಕಗಳು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಮೂಲಕ, ಮಾನವ ಉಸಿರಾಟದ ದರ, ಬಲವಂತದ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಗರಿಷ್ಠ ಎಕ್ಸ್ಪಿರೇಟರಿ ಹರಿವು ಮತ್ತು ಇತರ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಸ್ಪೈರೋಮೀಟರ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ ಚಾಲಿತ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಅಲಾರಂ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಸ್ಪಿರೋಮೀಟರ್ ಪ್ರತಿ ನಿಶ್ವಾಸದ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಉಸಿರಾಟದ ಕಾಯಿಲೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಿಷಯವು 6 ಸೆಕೆಂಡುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಿದಾಗ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಅಲಾರಂ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಸಹಾಯಕ್ಕಾಗಿ ಪೂರ್ವನಿಗದಿ ಫೋನ್‌ಗೆ ಕರೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸಂಶೋಧನೆಯು ಘರ್ಷಣೆ ನ್ಯಾನೊಜನರೇಟರ್‌ಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಸುರುಳಿಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಸ್ವಯಂ-ಚಾಲಿತ ನೈಜ-ಸಮಯದ ಉಸಿರಾಟದ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ವೈಯಕ್ತಿಕ ಉಸಿರಾಟದ ಆರೋಗ್ಯ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಧರಿಸಬಹುದಾದ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. "ಸ್ವಯಂ ಚಾಲಿತ ಹ್ಯೂಮನ್ ರೆಸ್ಪಿರೇಟರಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಟ್ರೈಬೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ನ್ಯಾನೋಜನರೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಹೆಲಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಸೆನ್ಸರ್‌ಗಳನ್ನು ACS ನ್ಯಾನೋದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ.