Flexible Bioelectronics with Power Autonomous Sensing and Data Analytics

این کتاب مقدمه‌ای در مورد مواد و دستگاه‌های لازم برای حسگرهای انعطاف‌پذیر و لوازم الکترونیکی و به دنبال آن تکنیک‌های رایج برای ساخت چنین دستگاه‌هایی و یکپارچه‌سازی در سطح سیستم در اختیار خوانندگان قرار می‌دهد. بینش های کلیدی در ساخت و پردازش، خوانندگان را از طریق انتخاب های مبادله ای در طراحی چنین پلتفرم هایی راهنمایی می کند. بررسی جامع دو پلتفرم بیوالکترونیک انعطاف‌پذیر خاص، مربوط به بانداژهای هوشمند برای نظارت بر زخم و تشخیص‌های مبتنی بر نخ برای سلامت پوشیدنی، کاربرد عملی را در سطح سیستم نشان خواهد داد. این کتاب همچنین با بررسی معماری مدار برای تهویه سیگنال کم نویز سیگنال‌های ضعیف از سنسورها و مبدل‌های آنالوگ کم قدرت به دیجیتال برای دریافت سیگنال، دیدگاه مهندسی برق منحصر به فردی را ارائه می‌کند. برای دستیابی به استقلال انرژی، نویسندگان نمونه‌های متعددی از مدارهای جلویی جمع‌آوری انرژی CMOS و تقویت‌کننده‌های ولتاژ ارائه می‌کنند. فراتر از معماری مدار، این کتاب همچنین مروری بر نظریه مدرن نمونه‌برداری و بازیابی سیگنال‌های پراکنده، که به عنوان سنجش فشرده نیز شناخته می‌شود، ارائه می‌کند. سپس نشان می دهند که چگونه می توان از این اصول برای طراحی و اجرای سخت افزار جذب سیگنال کارآمد و پردازش قابل اعتماد داده های به دست آمده برای پلت فرم های الکترونیکی انعطاف پذیر استفاده کرد.

This book provides readers with an introduction to the materials and devices necessary for flexible sensors and electronics, followed by common techniques for fabrication of such devices and system-level integration. Key insights into fabrication and processing will guide readers through the tradeoff choices in designing such platforms. A comprehensive review of two specific, flexible bioelectronic platforms, related to smart bandages for wound monitoring and thread-based diagnostics for wearable health, will demonstrate practical application at the system level.  The book also provides a unique electrical engineering perspective by reviewing circuit architectures for low noise signal conditioning of weak signals from sensors,, and for low power analog to digital converters for signal acquisition. To achieve energy autonomy, authors provide several example of CMOS energy harvesting front end circuits and voltage boosters. Beyond circuit architectures, the book also provides a review of the modern theory of sampling and recovery of sparse signals, also known as compressed sensing. They then highlight how these principles can be leveraged for design and implementation of efficient signal acquisition hardware and reliable processing of acquired data for flexible electronic platforms.