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da Hardware Upgrade :

Nell’ambito dei sempre pi innovativi studi sui sensori indossabili che utilizzano il sudore per identificare e misurare le condizioni fisiologiche, Wei Gao, professore associato di ingegneria medica al Caltech, ha ideato una “pelle elettronica” in grado di monitorare continuamente nove diversi indicatori che evidenziano l’insorgere di stress. Con il nome di CARES (Consolidated Artificial-Intelligence-Reinforced Electronic Skin), questo dispositivo misura i livelli di stress base e acuti mentre il soggetto svolge normalmente le sue attivit quotidiane.


Fornire una definizione circostanziata di stress non per niente semplice, in quanto il termine “stress” pu essere applicato a una moltitudine di emozioni diverse, sintomi, comportamenti ed esperienze. Hans Selye, medico e chimico nato a Vienna nel 1907, fu il primo a definire lo stress come una condizione medica. Colpito da segnalazioni simili che riguardavano stanchezza, basso appetito e mancanza di motivazione, da parte di pazienti che lamentavano patologie diverse, Selye defin lo stress come una “risposta non specifica del corpo a qualsiasi tipo di richiesta”.



Lo stress pu essere vissuto positivamente come eccitazione o energia, o negativamente come shock o ansia. Ma indipendentemente da questo, oggi si concorda comunemente che, a seconda della sua gravit e durata, sia lo stress acuto che quello cronico possono danneggiare la nostra salute fisica e mentale e ridurre la nostra capacit di funzionare nella maniera corretta.


Poich lo stress , come lo descrisse Selye, “non specifico”, non esiste un singolo biomarcatore in grado di dirci in modo definitivo se e quanto una persona sia stressata. Tuttavia, lo stress genera una serie di reazioni corporee che, prese insieme, possono fornire una misura dello stress. CARES in grado di misurare questa correlazione.


“Quando una persona sotto stress, ormoni come l’epinefrina, la norepinefrina e il cortisolo vengono rilasciati nel flusso sanguigno”, spiega Gao, che anche un ricercatore presso l’Heritage Medical Research Institute, in questo articolo. “Il sudore diventa ricco di metaboliti come glucosio, acido lattico e acido urico, e elettroliti come sodio, potassio e ammonio. Queste sono sostanze che abbiamo gi misurato utilizzando il campionamento microfluidico su un sensore per il sudore indossabile (vedi link precedente ndr). Ci che nuovo in CARES che i sensori per il sudore sono integrati con altri sensori che registrano il battito del polso, la temperatura della pelle e la risposta galvanica della pelle: segnali fisiologici che indicano lo stress in modi prevedibili.”


Nuovi materiali migliorano ulteriormente le prestazioni di CARES. Anche se i materiali precedentemente utilizzati per i sensori per il sudore potevano essere prodotti efficientemente tramite stampa a getto d’inchiostro ed erano in grado di misurare con precisione anche composti molto rari, questi si deterioravano gradualmente in presenza di fluidi corporei. L’introduzione di un composto a base di nichel aiuta a stabilizzare i sensori che rilevano acido lattico o glucosio. Inoltre, un nuovo polimero a base di ioni (di nichel) aiuta a rilevare i biomarcatori come sodio o potassio. “L’aggiunta di questi nuovi materiali migliora notevolmente la stabilit del sensore durante il funzionamento a lungo termine”, afferma Gao. Come i precedenti sensori per il sudore, CARES pu essere alimentato a batteria e pu comunicare in modalit wireless con un telefono o un computer tramite Bluetooth.


Un’altra innovazione importante di CARES l’aggiunta di un sistema di machine learning. Poich lo stress si manifesta in molte forme diverse e stimola una risposta complessa, interpretare con precisione una grande quantit di dati diventa fondamentale. I soggetti hanno anche risposto a questionari per dichiarare i loro sentimenti di ansia e stress psicologico prima e dopo l’esposizione a situazioni stressanti come gli allenamenti intensi e videogiochi particolarmente coinvolgenti. I dati hanno mostrato chiare correlazioni tra le dichiarazioni di stress e i dati fisico-chimici individuati da CARES.


“L’alto livello di stress e ansia causato da ambienti di lavoro impegnativi, come quelli vissuti da soldati o astronauti, pu influire significativamente sulle prestazioni”, sottolinea ancora Gao. “La rilevazione precoce della gravit dello stress consente un intervento tempestivo. Il nostro sensore indossabile, combinato con l’apprendimento automatico, ha il potenziale per fornire informazioni in tempo reale sui livelli di stress.”


Per approfondimenti vi rimandiamo a questa e a questa documentazione.

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