美国加州大学伯克利分校的电子工程与信息科学教授Ali Javey，将其团队正在进行的可穿戴电子研究项目形象地称为“人体大数据”。在2016年国际电子器件会议上，Javey展示了他们的最新成果——可穿戴汗液生物传感器。他指出，尽管现有的可穿戴设备已能追踪身体活动和生命体征，但尚无设备能在分子水平上监测个人健康状况。

市面上已有多种可穿戴设备，如Fitbit、Misfit、Apple Watch和各种血糖仪，这些智能医疗设备似乎与现实世界仅一步之遥。无线技术和计算技术的进步，正不断增强对患者的监测能力。然而，数据采集仍是最大挑战。为此，各厂商竞相开发超低功耗、柔性、印刷式电子组件，以催生能持续监测健康状况、非侵入式实时采集人体数据的设备。

在今年的IEDM上，多篇论文聚焦于柔性与印刷式电子组件技术，提出了从高性能柔性CMOS电路与传感器、省电多模式生物感测技术，到RFID与医疗贴片应用的柔性金属氧化物薄膜晶体管电路等方案。其中，Javey团队的“可穿戴汗液生物传感器”论文尤为突出，因为他们探讨了利用广泛的汗液生物标记频谱监测人体的可能性。

不同于传统可穿戴设备，Javey团队将汗液视为收集更精确、更具洞察力生理信息的手段。他表示：“我们选择汗液，因为它是最容易获取的体液。”汗液分析并非新概念，已有多种汗液生物标记用于定义人体健康状况。例如，在运动领域，汗液分析常用于药物检测；汗液氯化物检测已成为囊性纤维化的标准诊断程序。

Javey指出，可穿戴生物传感器已应用于各种室内外人体活动，分析新陈代谢、电解质与重金属等广泛的汗液成分。汗液中钠离子和钾的过量损失可能导致低钠血症、低钾血症、肌肉痉挛或脱水。此外，汗液中的乙醇和葡萄糖在代谢上与血液中的相应物质相关，而汗液乳酸可被视为压力性缺血的敏感性标记。然而，目前的汗液分析仍需收集样本并送至实验室进行。

Javey认为，最佳解决方案是“人体汗液的实时分析”——利用贴片式汗液生物传感器，在排汗时立即进行分析。他的团队开发了一种完全集成的多任务汗液感测系统，采用塑料材料传感器作为皮肤接口，柔性电路板上的硅芯片执行复杂信号处理。该汗液传感器阵列包含两种代谢物传感器（检测葡萄糖和乳酸）、两种电解质传感器（检测钠离子和钾）以及一个皮肤温度传感器。

Javey分享了该系统进行多任务人体测量的信号传导、处理与无线传输路径。最终数据通过无线方式传输至手机，由专用应用程序显示。他强调：“我们开发了传感器，但未开发必备的信号处理芯片，而是采用柔性电路板上的现成微控制器和其他组件。”在柔性电路板上，需要进行实时校准和信号补偿，以消除温度和pH值对安培酶传感器性能的影响，从而实现更精确的测量。

目前，该系统基于柔性电路板制作。Javey设想，未来完全集成的多任务汗液传感器将成为实现更实用、同步化多重汗液生物标记检测的关键。他指出，当前采用的现成蓝牙低功耗芯片和微控制器略显冗余，未来应演变为定制化单芯片。