Theo dõi cơ thể thông qua hình xăm tạm thời — Phần 2/2: Ứng dụng

(Phần 1: Công nghệ)

Khi Biostamp được công chúng biết đến, Rogers và MC10 nhận được yêu cầu không chỉ từ các bác sĩ và huấn luyện viên mà còn từ nhân viên chính phủ và các nhà điều hành doanh nghiệp. Nhiều người tìm thấy nghiên cứu của ông khi đọc một trong hơn một trăm bài báo được công bố trên các ấn phẩm khoa học trong những năm gần đây.

biostamp4

Mỏng và co giãn được: Biostamp này là nơi kiểm thử nhiều loại mạch điện co giãn được; nó bao gồm nhiều transistor, đi-ốt, tụ điện, cuộn cảm, bộ dao động dùng mạch LC, cảm biến nhiệt độ, thiết bị đo sức căng, một đèn LED, một cuộn cảm ứng, và một ăng-ten đơn giản. Hình: Randi Klett.

“Tôi đọc bài báo của ông ấy trên tạp chí Science 4 năm trước,” Guive Balooch, phó chủ tịch toàn cầu phụ trách về các công nghệ mới của L’Oréal, gã khổng lồ trong lĩnh vực mỹ phẩm và chăm sóc tóc, cho biết. “Chúng tôi đến gặp ông ấy bởi vì việc kiểm tra da và nắm bắt sự thay đổi theo thời gian giúp chúng tôi tìm ra và thử nghiệm các sản phẩm.”

L’Oréal hiện đang làm việc với một nhóm nghiên cứu Biostamp về một cảm biến độ ẩm da có chức năng theo dõi sự truyền nhiệt qua lớp da nằm bên dưới miếng dán. Một thiết bị trên miếng dán tạo ra một xung nhiệt nhỏ và một cảm biến nhiệt độ trên cùng miếng dán có thể phát hiện được xung nhiệt này. L’Oréal hy vọng rằng cuối cùng họ sẽ có thể dùng dữ liệu này để kiểm tra tính hiệu quả của các sản phẩm của mình; miếng dán có thể theo dõi sự thay đổi về lượng nước theo thời gian khi khách hàng sử dụng các sản phẩm của họ hay rộng hơn là khi lớp da già đi. Các nhà nghiên cứu ở công ty đã làm thử nghiệm trên 20 đối tượng, mỗi đối tượng dùng 6 Biostamp. Nghiên cứu ban đầu chỉ đơn giản là để tìm hiểu mối tương quan giữa độ ẩm, nhiệt độ, độ dày của da, và sự trao đổi nhiệt qua da. Balooch hy vọng trong vòng 5 đến 10 năm nữa công nghệ này sẽ làm được thêm nhiều chuyện khác. “Tôi rất muốn thấy một miếng dán xinh đẹp trên cơ thể của một ai đó sẽ có thể đưa ra cho họ các khuyến nghị về chăm sóc da,” ông nói. L’Oréal cũng đang tài trợ cho việc nghiên cứu các Biostamp có khả năng đo mức tiếp xúc với tia cực tím và thông báo lúc nào cần phải bôi kem chống nắng trở lại.

Trong hơn một tuần mà tôi đeo một phiên bản Biostamp đơn giản, tôi nhận ra rằng mình rất khoái xắn tay áo lên để khoe nó. Sau khi xem vô số màn trình diễn về các ứng dụng tiềm năng trong phòng thí nghiệm của Rogers, và nhất là nhớ lại về nghiên cứu của L’Oréal, tôi thậm chí còn thấy bực mình về việc phải làm theo kiểu thông thường. Một buổi chiều nóng bức nọ khi đang ngồi dưới ánh mặt trời, tôi tự hỏi không biết mình có nên bôi kem chống nắng lại không và tôi nghĩ, khi nhìn vào miếng dán trên cổ tay, “Chú mày có thể cho anh lời khuyên về điều này đấy, chú mày biết không.”

Khoảng cuối tuần đó, khi cảm thấy mình sắp bị cảm, tôi tìm một cái nhiệt kế. Tôi lại liếc nhìn cái Biostamp một lần nữa và ước rằng nó là cái cảm biến nhiệt độ mà tôi đã thấy ở Illinois. Còn cái Fitbit Flex mà tôi đeo đã hơn một năm nay và tôi đã từng nghĩ rằng nó thật là bảnh thì sao? Bây giờ thì trông nó thật to và cồng kềnh.

Các nhà nghiên cứu khác thì lại đang tìm hiểu khả năng sử dụng các Biostamp đo nhiệt độ để đo mức độ căng thẳng thần kinh của các nhân viên điều khiển không lưu (công việc trí óc càng nặng thì nhiệt độ cánh tay càng thấp) và dùng các Biostamp sinh nhiệt để đưa thuốc xuyên qua da. Trong một thử nghiệm lâm sàng ở khoa y tế của Đại học Northwestern (Northwestern University, ở Chicago), các nhóm nghiên cứu đã thử các Biostamp đo nhiệt độ và sự lưu chuyển nhiệt trong các mô để theo dõi quá trình chữa trị các vết thương. Còn các Biostamp gắn phía sau tai để đo các tín hiệu điện của bộ não ứng dụng trong nghiên cứu giấc ngủ sẽ được thử nghiệm lâm sàng vào mùa xuân này ở Bệnh viện Carle Foundation. Phương pháp này sẽ ít rườm ra hơn nhiều so với việc dùng các cảm biến có dây hiện nay.

Tất nhiên, bất cứ thiết bị nào thu thập dữ liệu sức khoẻ cũng phải đảm bảo được tính riêng tư cho bệnh nhân, vậy nên mọi ứng dụng sử dụng dữ liệu Biostamp phải tuân thủ các yêu cầu bảo mật của các bộ luật quy định về tính riêng tư (ở Mĩ là Health Insurance Portability and Accountability Act). Nhưng khác với các thiết bị thu thập dữ liệu khác, Biostamp còn có khả năng làm cho dữ liệu sức khoẻ trở nên an toàn hơn. Do nó không thể bị tháo gỡ mà không bị làm hư hỏng, một Biostamp có thể hoạt động một chìa khoá vật lý để kiểm tra quyền truy cập dữ liệu, có thể là dữ liệu bên trong điện thoại thông minh của bệnh nhân hay trong máy tính của y tá.

Những thử nghiệm ban đầu của các Biostamp khác nhau đã cho thấy các kết quả đáng khích lệ, nhưng việc thiết kế chúng cần nhiều công sức và nhóm của Rogers phải thiết kế mỗi cảm biến từ con số không. Vậy nên mặc dù các nhà nghiên cứu y tế có vô số ý tưởng về cách mà một cảm biến mới có thể trợ giúp bệnh nhân, việc chế tạo ra nó có thể tốn hàng tháng hay nhiều năm. Rồi dung lượng bộ nhớ và công suất điện ít ỏi cũng giới hạn khả năng của các ứng dụng.

Để giải quyết vấn đề này, Rogers và MC10 đã phát triển một phiên bản Biostamp lớn hơn (có kích thước và hình dáng giống như một cái băng dính cá nhân, mặc dù hơi dày hơn), có khả năng tái sử dụng, và được trang bị nhiều cảm biến, pin, và bộ nhớ. Miếng dán có thể được đặt lên nhiều chỗ khác nhau trên cơ thể, và tín hiệu mà nó thu thập có thể được phân tích bởi các ứng dụng trên điện thoại thông minh hay máy tính bảng. Phiên bản tái sử dụng này dùng các con chíp sẵn có trên thị trường có trang bị tính năng NFC hay Bluetooth năng lượng thấp, nhiều cảm biến, pin lithium-ion, và các thành phần này được liên kết với nhau nhờ một loại cuộn dây mà Rogers phát minh dành cho các mạch điện co giãn trong các Biostamp dạng hình xăm.

Các nhà nghiên cứu đã bắt đầu dùng những miếng dán này trong các thử nghiệm lâm sàng và như một nền tảng để phát triển các ứng dụng mới, một trong số đó có thể sẽ được chuyển sang các Biostamp nhỏ hơn và có tính chất tương tự như da. MC10 đự định bán các Biostamp lớn hơn, có khả năng tái sử dụng này vào năm 2016 như một sản phẩm cạnh tranh với các thiết bị theo dõi sức khoẻ hiện đang có mặt trên thị trường. Thiết bị này sẽ hoạt động miễn là pin của nó còn một chút xíu điện. Tuỳ vào việc bạn có thường xuyên xạc nó hay không, nó có thể hoạt động trong hai năm hay hơn nữa.

Trong khi các thiết bị đeo người có tính năng giống như da đang sắp được bán ra thị trường thì Rogers lại chuyển sự quan tâm của mình từ các tín hiệu có thể đo được từ bên ngoài cơ thể sang các thiết bị điện tử có thể được đeo ở bên trong. Ông đang cùng nghiên cứu với các nhà khoa học ở Đại học Pennsylvania (University of Pennsylvania) về một mảng 400 điện cực có thể được bao bọc quanh các mô não để tìm ra các dấu hiệu nhận biết chứng động kinh. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm trên mèo và sẽ sớm thử nghiệm trên khỉ.

Các nhà nghiên cứu khác đang sử dụng các quả tim từ những người hiến nội tạng để thử nghiệm các Biostamp có thể được dán trực tiếp lên bề mặt của quả tim. Loại cảm biến này—và trong tương lai sẽ là một lưới các cảm biến bao bọc hoàn toàn xung quanh trái tim và lấy năng lượng từ nhịp đập—sẽ cung cấp các thông tin chi tiết về chứng loạn nhịp tim và có thể giúp điều khiển các máy tạo nhịp tim chính xác hơn so với việc chỉ theo dõi một điểm duy nhất trên quả tim.

Gần đây, Rogers bắt đầu suy nghĩ về một thách thức mới. Một số bộ phận cơ thể, như não và tim, có các cấu trúc xoắn, vòng, và các khe và chúng phù hợp với các giải pháp 3-D hơn là các giải pháp 2-D mà ông đang có. “Chúng tôi không chỉ muốn chuyển các mạch điện từ các wafer phẳng lên trên các màng mỏng và mềm có thể bao bọc xung quanh các mặt phức tạp,” ông nói, “mà còn muốn làm cho chúng tự kết hợp thành các cấu trúc 3 chiều với các dây dẫn và hàng loạt cấu trúc kết nối thâm nhập hoàn toàn vào một cơ cấu sinh học. Tính năng đó sẽ đưa chúng ta đến một lĩnh vực tích hợp sinh học (biointegration) hoàn toàn mới.”

Những ứng dụng như vậy chắc phải hơn một thập kỷ nữa mới ra đời. Nhưng những gì mà Rogers hình dung trong tương lai gần cũng rất hấp dẫn. Nhà phát minh đầy nhiệt huyết này hoàn toàn tin tưởng rằng trong vòng mười năm nữa, hầu như tất cả mọi người ở các nước phát triển sẽ đeo một hay nhiều Biostamp, ít nhất là trong một vài thời điểm nào đó.

Tưởng tượng về năm 2025. Vào thời điểm đó, nếu giấc mơ của Rogers và MC10 trở thành sự thật, một em bé ở một nước phát triển sẽ được gắn nhiều Biostamp sau khi sinh. Một cái ở cổ tay hay cổ chân sẽ có chức năng như một cái vòng đeo kỹ thuật cao cho bệnh nhân—và sẽ rất khó bị mất hơn so với các vòng nhựa ngày nay. Các Biostamp khác gắn trên mình hay cánh tay sẽ cho phép y tá kiểm tra nhanh nhiệt độ, mức bão hoà ô-xy, và nhịp tim mà không ảnh hưởng tới giấc ngủ của bé. Mẹ của bé cũng đeo vài Biostamp để giúp y tá giám sát các tín hiệu quan trọng khi cô hồi sức. Những bà mẹ mệt mỏi sau khi mới sinh sẽ không còn phải bị đánh thức bởi các túi bơm đo huyết áp tự động nữa.

Cũng trong bệnh viện đó, các bệnh nhân tim mạch sẽ đeo các Biostamp theo dõi các chức năng quan trọng và hai cái khác ở cổ chân để kiểm tra tình trạng phù nề, một dấu hiệu nhận biết sớm của các vấn đề về tim. Sau khi bệnh nhân tim mạch trở về nhà, các Biostamp sẽ tiếp tục theo dõi ở nhà. Thậm chí y tá cũng sẽ đeo Biostamps để cho phép họ mở cửa và đăng nhập vào máy tính của họ; những thiết bị này có tính bảo mật cao hơn nhiều so với các thẻ quét và mã truy cập.

Ở bên ngoài, những người chạy bộ ngang qua trước bệnh viện thì đeo các Biostamp để theo dõi tiến triển của mình so với các mục tiêu tập luyện. Mặc dù một người chạy bộ bình thường có lẽ không có các vấn đề y tế nghiêm trọng nhưng các Biostamp dành cho mục đích luyện tập sẽ phát hiện ra các dấu hiệu ban đầu của các vấn đề tim mạch hay rối loạn chuyển động như bệnh Parkinson và đưa ra khuyến cáo cho người dùng đi khám bác sĩ.

Trong khi đó, hành khách xếp hàng lên chuyến tàu du lịch ở bến cảng gần bên sẽ bận rộn với việc gắn thêm một cái Biostamp nữa bên cạnh những cái mà họ thường đeo. Biostamp này, được thiết kế với logo của chiếc tàu in trên nó, có chức năng như một thẻ nhận dạng để cho phép họ lên tàu. Nó cũng sẽ mở cửa khoang hành khách, cho phép họ mua đồ uống ở quầy bar, và thậm chí giám sát tình trạng phơi nắng của họ trong tuần và nhắc nhở họ khi nào cần bôi kem chống nắng lại.

Viễn cảnh Biostamp tràn ngập khắp nơi như thế này có lẽ khó mà tưởng tượng được nhất là khi hầu hết mọi người còn chưa thấy một cái nào. Nhưng công nghệ đôi khi làm cho chúng ta bất ngờ. iPhone và Android vẫn chỉ còn nằm trên bản vẽ vào 10 năm về trước, vậy mà giờ đây chúng ta dựa vào chúng để kết nối liên tục với thế giới bên ngoài. Mười năm nữa, nếu Rogers thành công trong việc mở ra kỷ nguyên Biostamp, chúng ta cũng sẽ biết được nhiều như vậy về thế giới bên trong của mình.


Advertisements

One comment

  1. Pingback: Theo dõi cơ thể thông qua hình xăm tạm thời — Phần 1/2: Công nghệ | Chuyên Mục Công Nghệ

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: