【沒電池、用尿啟動晶片】MIT 開發智慧尿布,被尿濕會自動通知家長換尿布

穿尿布的嬰兒。示意圖,圖中尿布非 MIT 研發的智慧尿布。

對家長來說,幫嬰兒換尿布是件很「搞剛」的事情。有的嬰兒尿布一濕就會哭鬧,但有的嬰兒完全沒反應,若家長沒留意,孩子就會穿太久髒污的尿布而罹患皮膚疾病。

近期麻省理工學院(MIT)開發智慧尿布,尿布被尿濕後,內建的 RFID 就會傳訊給讀取器,讀取器再將資訊傳到家長手機,提醒家長換尿布。研究團隊將研究發表到《IEEE Sensors》期刊上。

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有些廠商在研究尿布感測器,但必須清洗且成本高

這不是產、學界第一次開發智慧尿布。目前市場上已經有在販售能感測嬰兒排泄物的尿布,它們的感測材料位於尿布外側,若接觸到排泄物就會變色,提醒家長該換尿布。但這種尿布不會自動通知,家長必須親自查看,而且必須脫去嬰兒的衣物才能看到變色的狀態。

因此,有廠商在研究尿布感測器,希望能透過藍芽、WiFi 等方式傳輸訊息。這些感測器外接在尿布上,但必須裝電池,必須清洗,沒有很方便;若成功上市,售價預估將達 40 美金(約新台幣 1,200 元),並不便宜。

MIT 使用 RFID 標籤,開發低成本智慧尿布

近期 MIT 使用 RFID 標籤(RFID tag),開發新款的智慧尿布。RFID 標籤可以貼在尿布上,具有成本低、可拋棄的優點。此外,RFID 標籤也不需要電池,它能夠從 RFID 讀取器(RFID reader)傳輸的無線電波獲取能量;當 RFID 標籤接收到無線電波,它會啟動內部的 RFID 晶片,處理訊號並回傳給 RFID 讀取器。

而 MIT 的團隊替 RFID 標籤置入了「感測」功能。他們在尿布置入水凝膠高吸收性聚合物(hydrogel super absorbent polymer,SAP),SAP 在乾燥的狀態下是不導電的,但它被尿濕後就會導電,雖然導電性很微弱,但足以對 RFID 讀取器的無線電訊號產生反應,產生微弱電流,開啟感測器晶片,透過 RFID 標籤回傳訊息給 RFID 讀取器。研究團隊發現,若在感測器內加入少許的銅,就能提升它的導電性,讓傳輸距離提升到 1 公尺以上。

感測器成本預估不到 1 元台幣,具商業可行性

這款智慧尿布可以自動傳輸排泄訊息給 RFID 讀取器,讀取器再傳輸訊息到家長的手機,提醒為孩子換尿布。研究者表示,這款智慧尿布上的感測器成本預估為 2 分美金,不到 1 元台幣,具有商業可行性。

展望未來,研究者表示,這種智慧尿布還可用於監測嬰兒的健康狀況,可協助護理師照顧多個嬰兒;此外,這種感測器也可用於成人紙尿布,讓失能的病人也能獲得妥善的護理,避免排泄物造成的疾病。

參考資料來源:
1.《IEEE Sensors》:〈Low-Cost Diaper Wetness Detection Using Hydrogel-Based RFID Tags
2.《MIT News》:〈Low-cost “smart” diaper can notify caregiver when it’s wet
3.《The Verge》:〈RFID sensor is powered by dirty diapers
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Pxhere CC Licensed

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