看過OLED皮膚嗎?「可拉伸顯示器」即時提供您的身體資訊


科技日新月異,曲面螢幕、可撓式顯示器如今早已屢見不鮮,顯示器的形狀和大小不斷推陳出新,新技術不斷打破人們對顯示應用的認知框架,而自由型態顯示科技更被視為下個世代的顯示技術。韓國三星先進技術研究(SAIT)團隊於2021年打造了「可拉伸電子皮膚」型態的螢幕,結合光學感測器的應用讓使用者能即時查看生命數據。儘管這類技術仍處於早期發展階段,但至今已有許多企業投入大量資源研發,未來自由型態顯示科技將為智慧穿戴裝置帶來更多創新的改變。

【案例情境】

近年來,抗疫行動催生健康意識抬頭,許多人比以往更加關心自身的健康狀況,除了定期健檢之外,不少人開始配戴智能手錶、健身追蹤器等穿戴式裝置。雖然上述設備廣泛應用在監測心率、體溫、睡眠品質等生物數據,但在日常生活中卻難以無時無刻地緊密貼合人體皮膚,以致於無法提供精確的生理數據,因而帶動了動電子皮膚監測器(electronic skin)更進一步的發展。

SAIT團隊使用有機聚合物「彈性體」來取代目前可拉伸顯示器所使用的塑膠,改良其成分和結構後,結合現代半導體的製程技術,將其運用於OLED 顯示器及光學血流感測器電路板上,並以靠近橈骨動脈的手腕內側進行實驗。結果發現人體手腕活動不僅不會影響設備的測量效果,顯示器的伸展幅度即使達30%仍可保持正常運作,而且手腕活動時所測得生物訊號的靈敏度比固定式光學感測器高出2.4倍。

研究成果說明了新型態的OLED電子皮膚顯示器,不僅在實務運用上能提升穿戴式設備對皮膚的附著力,減少因就寢、運動等活動時所造成的檢測差異,更能提高生理數據測量的時間及準確度。除了心率監測之外,SAIT團隊也規劃擴大OLED電子皮膚的應用範圍,使配戴者能直接透過螢幕查看血氧飽和度、肌電圖、血壓等生理數據,不需要將數據傳輸至外部裝置查看,減低無線傳輸的潛在風險。

 SAIT產品原型

圖1 SAIT產品原型
(資料來源:Science Advances)

圖2 OLED電子皮膚顯示器顯示人體心率
(資料來源:Science Advances)

【應用效益評析】

  • OLED電子皮膚顯示器拉伸幅度於30%內皆可正常運作,並且在活動過程中,貼服於人體表面時的訊號偵測靈敏度比固定式裝置高出4倍。
  • 生理數據可即時於顯示螢幕查看,無須傳輸至其他裝置。
  • 技術運用可擴大應用至各年齡層、特殊病患所需的穿戴式裝置產品。

FIND觀點】

OLED顯示的電子皮膚技術作為穿戴技術發展歷程,可能將在未來幾年內改變人類與科技互動和監測健康的方式,人們能藉由裝置即時全面的了解身體狀況,並透過生理數據來採取相對的預防措施或改善健康狀況。在醫療保健領域,使用者可選擇性提供生理數據來增加醫療專業人員在健康照護、醫療診斷的準確率,使他們提供更優良且高效的個人化醫療服務。

除了健康醫療監測之外,此項技術也可能為其他產業應用帶來創新的改變,例如使用機器人作業的產業中,OLED電子皮膚可以貼合在機器人表面上,即時提供溫度、壓力和其他環境變化條件的資訊給設備的操作員,確保機工作機台和人員的安全性,有助於防止事故發生並提高機器人操作的整體效率。

綜觀來說,OLED電子皮膚技術的廣泛採用將會推動一個新的產業價值鏈,包括各材料供應、電子設備和應用開發等各行各業,新的商業模式和市場機會將會人們帶來顯著的經濟效益和社會利益。

參考來源:

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  1. 封面圖片來源
    https://www.istockphoto.com/photo/cyborg-arm-with-electronical-circuit-gm543696858-97638011?phrase=electronic%20skin
  1. Samsung New
    https://news.samsung.com/global/samsung-researchers-prove-the-viability-of-commercialized-stretchable-devices
  1. Science Advances
    https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg9180
  1. 醫聯網「疫後健康行為調查」結果公開!
    https://med-net.com/News/More/8f18b04a-3fc0-4c94-8400-24d42a8d5c3b
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