Bayangkan menyusutnya teknologi satelit yang memprediksi cuaca menjadi perangkat yang mengirimkan informasi penting tentang kesehatan orang yang memakainya.
Insinyur Universitas Waterloo telah mencapai prestasi teknologi ini untuk membantu orang yang menghadapi masalah kesehatan kronis seperti diabetes memantau kadar glukosa mereka.
Terobosan tim Waterloo mengatasi tantangan besar dalam menciptakan pemantauan glukosa berkelanjutan dan non-invasif, yang penting bagi mereka yang mengelola diabetes.
Saat ini, penderita diabetes harus sering menusuk jari mereka atau mengandalkan alat invasif yang dilengkapi jarum mikro untuk melacak kadar gula darah mereka. Namun sistem yang dirancang oleh Dr. George Shaker, seorang profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer Waterloo, dan rekan-rekannya menghilangkan kebutuhan ini, sehingga mengurangi rasa sakit, risiko infeksi dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat.
“Kami telah mengembangkan teknologi radar yang kini dapat dimasukkan ke dalam jam tangan pintar dan mendeteksi kadar glukosa lebih akurat dibandingkan sebelumnya,” kata Shaker. “Sama seperti Anda menggunakan kacamata untuk meningkatkan penglihatan Anda, teknologi kami membantu mendeteksi kadar glukosa dengan lebih baik.”
Untuk menjelaskan cara kerja sistem baru ini, Shaker menunjuk pada satelit cuaca yang menggunakan radar untuk memantau atmosfer bumi dan, misalnya, mengukur pergerakan badai dan jenis tutupan awan lainnya.
“Kami telah menemukan cara untuk memperkecil sistem radar ini pada satelit dan menempatkannya dalam perangkat yang dapat dipakai serta menggunakan teknologi radar yang sama yang mengamati perubahan di atmosfer untuk melihat perubahan pada tubuh manusia,” katanya.
Komponen utama sistem ini adalah chip radar, yang mengirim dan menerima sinyal melalui tubuh, “permukaan meta” yang direkayasa, yang membantu memfokuskan sinyal-sinyal ini untuk akurasi yang lebih baik, dan mikrokontroler, yang memproses sinyal radar menggunakan algoritma kecerdasan buatan. Algoritme ini meningkatkan akurasi dan keandalan pembacaan dengan mempelajari data dari waktu ke waktu.
Aspek unik dari sistem ini adalah meta-surface yang dikembangkan Shaker dan timnya. Ini semakin meningkatkan resolusi dan sensitivitas radar, memungkinkan pembacaan glukosa lebih akurat.
“Tidak seperti metode yang ada saat ini yang memerlukan penetrasi kulit, sistem kami sepenuhnya non-invasif dan dapat mendeteksi perubahan kecil sekalipun pada kadar glukosa,” kata Shaker. “Tidak ada teknologi lain yang dapat memberikan tingkat presisi ini tanpa kontak langsung dengan aliran darah.”
Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menyempurnakan sistem mereka. Meskipun para insinyur sekarang memberi daya pada perangkat mereka dengan kabel USB, mereka berencana mengoptimalkannya untuk penggunaan baterai guna meningkatkan portabilitas. Pada akhirnya, mereka berharap data tersebut dapat digunakan untuk mengumpulkan data terkait kesehatan lainnya, seperti tekanan darah.
Tim saat ini bekerja sama dengan mitra industri untuk memperkenalkan teknologi yang akan dipasang pada perangkat wearable generasi berikutnya.
“Kami memiliki produk minimum yang layak digunakan dalam uji klinis, dan meskipun masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan, kami lebih dekat dengan perangkat yang dapat dipasarkan secara penuh,” kata Shaker.
Makalah penelitian, “Penginderaan jarak dekat radar menggunakan metasurface untuk aplikasi biomedis” baru-baru ini ditampilkan di Nature’s Teknik Komunikasi.
