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2018年アイアンマンワールドチャンピオンシップトライアスロンの選手は、ノースウェスタン大学のエンジニアが開発中の新しい汗センサーを最初にテストしました。世界で最も優れたトライアスリートが2.4マイル泳いだり100マイル走ったり、マラソンを走ったりすると、この小さなウェアラブルは半透明のバンドエイドのように自分の肌に直接付着し、一滴一滴のユニークな化学反応を測定しました。それは激しい持久力競争をするか、または壊すことができます。
それがスポーツのウェアラブルセンサーに関しては、私達は伝統的に運動選手が彼らのパフォーマンスを管理するのを助けることができる出力または心拍数のような測定基準を考えることを考えます。しかし、ウェアラブル分野は拡大しており、科学者たちは運動能力に影響を与える可能性のあるより広範囲の要因を測定しようとしています。汗センサーはこの新しいクラスのウェアラブル技術の一員です。
Northwesternの工学教授でEpicore Biosystemsの取締役会長であるJohn Rogers博士が開発しました。この会社は、流体を監視する柔軟なスキンデバイスを専門としています。彼は言う 逆 Ironman World Championshipでのこのデバイスの初期テストは成功しており、1年以内には商用バージョンのデバイスを発売する予定です。彼の 科学の進歩 金曜日にリリースされたpaperには、パッチが実際にどのように機能するかについての詳細がいくつか記載されています。
ロジャース氏は、アイアンマン世界選手権でのこの装置のトライアルについて、「私たちは、その装置が正直に動作し続けるかどうかを見たいと思っていました」と述べています。 「走り回っていて、泳いでいて、自転車に乗っています。デバイスはずっとうまく機能していました、彼らは我々が予想したように汗を集めて、そして読み出しをしていました。選手たちは、これらの機器が貴重な情報を提供していることに気づいた - それらはいかなる方法でも邪魔をしたり、いかなる方法でも刺激を与えたりすることはなかった。
汗の損失と汗の化学の測定
Rogersの汗センサーは、今のところ名前が付けられていませんが、最初の汗センサーではありません。しかし彼は、彼のデザインと堅牢性がそれを際立たせていると信じています。新しい紙は、センサーが完全に電子機器を含まず、バンドエイドのように皮膚にくっつく柔軟な粘着パッチのデザインに基づいていることを示しています。
「私たちは本質的に合計1〜2滴の汗を集めています」とRogersは言います。 「皮膚から出てきた汗は、すぐに完全に密閉されたチャネルと貯蔵庫に入り、そこで汗の発散速度、汗の発散、および汗の化学的性質を読み取ることができます。」
そこから、ウェアラブルは実際には温度計のように機能する、とRogersは言います。汗がチャンネルを満たすと、それは赤か青に変わります。これら2つの赤または青のマークの間の時計回りの距離は、どれだけの汗が失われたかを示します。ただし、2つのマークは人間の肌に付けるとかなりかすかです。
この装置が測定できる汗化学の唯一の側面は、少なくとも現在存在しているように、電解質レベルです。それは2つの理由で注目に値します。第一に、この論文の執筆者の何人かはGatorade Sports Science Instituteに雇われているので、電解質の損失は間違いなく彼らの操舵室にあります。それでも、電解質のバランスを維持すること、特にナトリウムを維持することは、長期間の耐久イベントの間に重要になる可能性があります。たいていの人は食事から十分な量のナトリウムを摂取する必要がありますが、マラソンやウルトラマラソンを使用するアスリートにとっては、ナトリウム摂取のガイドラインがあります（特に「塩味のセーター」の場合）。
このウェアラブルは、汗で失われた分子と反応する化学物質の組み合わせを使用しています。電解質の損失が大きくなると、物事が悲惨になっている場合はパッチに閉じ込められた汗の色が変わります。
「電解質のレベルに応じて、淡いピンク色から濃い赤色に色が変わる化学試薬があります」とRogers氏は言います。 「目にするだけで、「ああ、私の汗の電解質レベルは非常に高いか、中程度か、低い」と目にすることができます。電子機器なしでその情報を使用することができます。」
実際の運動選手のテスト
この論文は主に装置の構造に関係していますが、アイアンマンの選手のための水泳セッションでパッチが海水からの汗をうまく取り除いたことに注意してください。彼はアイアンマントライアルを「パイロットスタディ」と呼んでいますが、彼はテニス選手を含む「現時点で約250人のアスリート」でそれをテストしたと述べていますがバスケットボール選手
現時点では、デバイスは情報をモバイルアプリなどに送信しません。今のところデバイスは使い捨てになるでしょう - あなたは各レースやトレーニングセッションに新しいものを使うでしょう。同氏はまた、今年中に商業的な発売が予定されており、「大規模な」業界パートナーと協力していることを明らかにしました。
「我々はこれらの機器のテストにかなり深く取り組んでいますが、レース中にさまざまな状況が発生したため、KonaでのIronmanイベントは最もやりがいのあるものだったと思います」と彼は付け加えます。 「デバイスがうまく機能していることを嬉しく思います。」
> 抽象： 汗の使用による生理学的状態の非侵襲的な、その場での生化学的モニタリングは、新しい形態の健康診断および個別化された水分補給戦略を可能にし得る。最近の汗収集および検知技術の進歩は強力な機能を提供するが、それらは周囲の水からの干渉／汚染を排除し、粘性の存在下で強固な接着を維持するという特有の課題のために水生環境または乾燥環境などの極端な状況での使用には効果がない。抗力および/または激しい動き、そして集められた汗の蒸発を防ぎます。本稿では、完全に水中であっても、皮膚に付着して汗の捕捉、保存、分析を可能にする防水、表皮、マイクロ流体、電子システムの材料と設計を紹介します。野外試験は、これらの装置が局所的な汗塩化物濃度、局所的汗損失（および発汗速度）、ならびに制御された室内条件および外洋水泳における激しい身体活動中の皮膚温度の定量的現場測定を収集する能力を実証する。