Тренувальний тур III етапу Всеукраїнської олiмпiади з iнформатики 2018 2019 навчальний рік
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2018年铁人三项世界锦标赛铁人三项运动员是西北大学工程师开发的新型汗液传感器之一。作为世界上最好的铁人三项运动员游了2.4英里，骑了100英里，跑了一场马拉松比赛，这个微小的可穿戴设备直接粘在他们的皮肤上，就像一个半透明的创可贴，测量每一滴汗水的独特化学成分 - 传达重要的测量结果这可以决定一场激烈的耐力赛。
对于运动中的可穿戴传感器，我们传统上会考虑监测能量输出或心率等指标，以帮助运动员管理其表现。但可穿戴领域正在扩大，科学家正在寻求测量可影响运动表现的更广泛因素。汗液传感器是这一新型可穿戴技术的一员。
它由西北大学的工程学教授，Epicore Biosystems的董事会主席John Rogers博士开发，该公司专门研究用于监测流体的柔性皮肤设备。他说 逆 该设备在Ironman世界锦标赛上的早期测试是成功的，他们将在一年内推出该设备的商业版本。他的 科学进步 周五发布的论文提供了补丁实际工作原理的一些细节。
“我们有兴趣看看这些设备是否会继续使用，坦率地说，”罗杰斯谈到该设备在铁人世界锦标赛上的试验。 “他们跑来跑去，他们在游泳，他们骑自行车。这些设备在整个过程中都表现良好，他们正在按照我们的预期收集汗水并进行读数。运动员发现这些设备提供了有价值的信息 - 它们不会以任何方式破坏或以任何方式引起刺激。“
测量汗水损失和汗水化学
罗杰斯的汗液传感器，迄今尚未命名，并不是第一个汗液传感器。然而，他相信他的设计和稳健性使它与众不同。新纸张表明该传感器完全不含电子元件，并且基于柔性粘合剂贴片的设计，该贴片像创可贴一样贴在皮肤上。
“我们总共收集了一到两滴汗水，”罗杰斯说。 “它从皮肤中流出的汗水立即进入完全封闭的通道和水库，在那里我们可以读出出汗率，汗液流失和汗液化学成分。”
罗杰斯说，从那里，可穿戴设备实际上就像温度计一样。当汗水填满通道时，它会变成红色或蓝色。这两个红色或蓝色标记之间的顺时针距离表示已经丢失了多少汗水 - 尽管这两个标记放在人体皮肤上时相当微弱：
该装置可以测量的汗液化学的唯一方面，至少就目前存在而言，是电解质水平。这有两个原因值得注意。首先，本文的一些作者受益于佳得乐体育科学研究所，因此电解质损失肯定是他们的驾驶室。尽管如此，保持电解质平衡 - 特别是钠 - 在长时间耐力事件的过程中可能是重要的。大多数人开始时饮食中含有足够的钠，但对于运行马拉松和超级马拉松的运动员来说，有钠摄入量的指导方针（尤其是“咸味毛衣”）。
这种可穿戴物使用化学物质的组合，与汗液中丢失的分子发生反应。一旦电解质损失很高，如果事情变得严峻，补丁中的汗水会改变颜色：
“我们有一种化学试剂，颜色从浅粉红色变为深红色，具体取决于电解质含量，”罗杰斯说。 “只需用眼睛就可以看到'哦，我的汗液电解质水平非常高，或者它是中等的，或者是低的。'你可以在没有任何电子设备的情况下使用这些信息。”
对实际运动员的测试
该论文主要关注的是这些设备的结构，但它确实注意到该补丁在Ironman运动员的游泳过程中成功地从盐水中滤除了汗水。它还坚持了两个多小时的“水下作业”皮肤。他称铁人三项试验是一项“试点研究” - 尽管他指出他们已经在“此时大约有250名运动员”进行了测试，包括网球运动员和篮球运动员
就目前而言，该设备不会将信息传输到移动应用程序。现在这些设备将是一次性的 - 您将在每次比赛或训练课程中使用新设备。他还表示，将在年内进行商业发布，并与一家“大型”行业合作伙伴合作。
“我们非常深入地测试这些设备，不过我会说科纳的Ironman事件是最具挑战性的，因为你在比赛中遇到各种各样的情况，”他补充道。 “我们很高兴看到这些设备运行良好。”
> 抽象： 通过使用汗液对生理状态进行无创，原位生化监测，可以实现新形式的医疗诊断和个性化的水合作用策略。汗液采集和传感技术的最新进展提供了强大的功能，但它们无法用于极端情况，如水生或干旱环境，因为在消除周围水的干扰/污染方面存在独特挑战，在粘性存在的情况下保持稳固的附着力阻力和/或剧烈运动，并防止收集的汗液蒸发。本文介绍了防水，表皮，微流体和电子系统的材料和设计，这些系统粘附在皮肤上，即使在完全水下时也可以捕获，存储和分析汗液。现场试验证明了这些装置能够在受控的室内条件和开阔海洋游泳中收集局部汗液氯化物浓度，局部汗液流失（和出汗率）以及剧烈体力活动期间的皮肤温度的定量原位测量。