智慧尿布快来了？美国开发出自动检测髒尿布的 RFID 感测器

随着感测器小型化和晶片技术发展，越来越多连网智慧设备出现在生活里，但这些设备大部分都和家电或家具相关，但你听过有感测器的智慧尿布吗？

对家长来说，要常常观察婴儿是否要换尿布，毕竟婴儿不会讲话，家长没打开尿布前，无法知道尿布到底是否需要更换。

为了解决这个问题，近期麻省理工学院（MIT）开发了智慧尿布。他们在普通尿布加入 RFID 感测器，检测到尿布湿了，就会自动向接收器发信号，并透过蓝牙或 Wi-Fi 将资讯推送到指定手机，大大减少家长检查尿布的麻烦。

▲ RFID 晶片用于尿布。（Source：MIT）

可能你会疑惑，如何检查是否尿布湿了，技术面应该不难，为什么现在才出现解决方案？

检查是否尿湿当然不难，MIT 开发这款智慧尿布前，市场已有类似功能的尿布出现，多分为两种：

一种是透过特殊变色材料，若婴儿尿湿尿布，变色材料浸湿后就会在尿布外侧显露颜色。这个办法最直接简单，但毕竟需要爸妈主动观察尿布，便利性比普通尿布好一点，远称不上智慧尿布。

▲ 帮宝适纸尿裤睡眠感应器，需要装电池。（Source：帮宝适）

另一种是在尿布装感测器，检测尿湿后直接透过蓝牙或 Wi-Fi 向爸妈发送讯息。这种设计的确智慧，但成本也很高（售价高达 40 美元），还需要拆洗感测器和换电池。需要清洗这点，相当于开纸尿裤"倒车"，实际应用价值并不高。

了解 MIT 智慧尿布原理之前，我们需要知道什么是 RFID 标籤。

RFID 中文名为射频辨识，分为阅读器和标籤两部分，阅读器负责发射无线电波，无线电波被 RFID 标籤的线圈接收后，就会将无线电波的能量转化为电能，供给 RFID 标籤的晶片，并将无线电波反射给阅读器。

▲ RFID 原理。（Source：ee.co.za）

手机的 NFC 功能，就是指手机是否能当成 RFID 读卡器和标籤使用；除了手机 NFC 功能，常用到的门禁卡，内部也有写入资讯的 RFID 标籤。

▲ 常见的门禁卡。

如果将卡撕开，就能发现晶片周围有一线圈，就是 RFID 标籤不用外接电源的奥祕。

▲ RFID 标籤。

考虑到尿布一次性的特点，这种不用外接电源的 RFID 标籤，可轻鬆用于检测纸尿裤状态。MIT 将 RFID 标籤嵌入一次性尿布的水凝胶（SAP），乾燥时无法导电，但纸尿裤湿了，水凝胶就会导电。

外界无线电波穿过纸尿裤后，会在 RFID 标籤产生微弱电流，为感测器提供足够电力，并将 RFID 标籤资讯传输回 RFID 读取器，研究人员还在标籤加入少量铜，提高导电性，让传输距离更远。接收器收到信号后，再由 Wi-Fi 网路向手机推送讯息。

整套系统，主要由两部分组成。

纸尿裤部分是晶片成本不到 2 美分的 RFID 标籤，由于成本低廉，所以即用即扔，不用再考虑换电池和清洗问题。对为了方便诞生的纸尿裤来说，这样才有市场价值。

另一部分是带 13.56 兆赫频率信号发射接受功能和 Wi-Fi 功能的读取器，读取範围在 1 公尺以内。即使婴儿很会爬，一般也不会超过这个範围。

除了智慧检测尿布使用状况，研究人员称，未来还可在尿布晶片加入检测婴儿健康的功能，但更多功能意味着高功耗，如何利用 RFID 系统为其他晶片提供足够电流，或许还要等有关晶片功耗再小一点后才能做到。