“电子纹身”核心技术详解 未来的可穿戴形式？

　　能量自给自足的多面手

　　聊完了机械性质，让我们来看看这个电子纹身的电子性质：

　　拿一个2×2的小型系统来测试，如果全部选择太阳能单元，在两两串联然后再并联的情况下，它能够产生4.4V的开路电压、 3.4mA的短路电流，以及12.5mW的功率，填充因子(fill factor，FF)达到0.84(FF=功率/(开路电压×短路电流));如果选择4个并联的锂电池，此系统可以在大约3.8V电压和100μA的电流下，持续供电2小时。30%以下的双轴形变率不会影响此系统的电子性能;在15%的形变率下，系统在实验室中成功完成了1000次充放电循环。

　　这只是功能单元最简单的两种组合方式，通过灵活安排太阳能单元和锂电池单元的组合和数量，我们可以让这个电子纹身满足许多不同的任务要求(电压/电流/功率/工作方式/工作时间);而与功能单元相同大小的能量管理芯片，也可以在软件层面实时控制整个电子纹身的运行。

　　图5：此款新型电子纹身在热成像领域的应用场景

　　图5列举了这个电子纹身在热成像领域的一些应用场景，包括监测正在进行锻炼的人员的体表温度——如图5A。研究者在志愿者身上不同部位安放了由温度传感器、锂电池和能量管理芯片组成的的温度监测装置，它会以每10秒取样1次的速率将温度信息传送到外部手机中，并由相对应的APP处理信息。图5B中可以看到，在运动开始之后，志愿者的体表温度急剧下降，这和皮肤表面的汗水蒸发有关，而在运动结束之后，体表的温度会逐渐上升，最终回到平静状态时的温度。

　　同时进行测试的红外线热成像仪也支持此装置的测试结果(图5C)。图5D中的图表，则显示了一位志愿者在呼吸时，体表的温度变化，显然，在深呼吸时，体表的温度变化间隔较长，也较剧烈。而体表温度可以反映一个人的生理状态，过低/过高的温度都预示着身体机能的变化，这样的体表温度监测装置可以作为辅助的测谎仪、或者生命体征监视仪。图5E中是一个温度报警器，结构原理和之前的体表温度监测装置类似，当温度传感器感知的温度高于/低于某一临界值的时候，警报灯(LED)就会亮起——此报警器具备防水功能，所以温度测试也可以在水下，或者在恶劣的天气环境下进行。

　　接下来的任务就变得相对简单，把电子通讯模块、内存、运算系统以及各种感知系统小型化、轻量化、节能化并最终整合到电子纹身中去，随着科技的进步，这款电子纹身会拥有不断的升级潜力，从智能可穿戴设备到智能手机等等。对于整个电子纹身产业来说，体表的电源意味着大楼夯实了地基，至于是要造购物中心，还是工厂学校，就等各位技术大拿们自由发挥了!