Νέοι ευέλικτοι αισθητήρες τατουάζ παρακολουθούν την κόπωση

Μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Tufts, ΗΠΑ, δημιούργησαν και επέδειξαν ευέλικτους αισθητήρες που βασίζονται σε νήματα που

μπορεί να μετρήσει την κίνηση του λαιμού, παρέχοντας δεδομένασχετικά με την κατεύθυνση, τη γωνία περιστροφής και τον βαθμό μετατόπισης της κεφαλής. Η νέα ανακάλυψη θα οδηγήσει σε διακριτικά, απαρατήρητα τατουάζ. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα μπορούν να μετρούν την αθλητική απόδοση, να παρακολουθούν την κόπωση των εργαζομένων ή των οδηγών και να βοηθούν ασθενείς και γιατρούς να παρακολουθούν την πρόοδο της φυσικοθεραπείας. Η τεχνολογία ενώνει έναν αυξανόμενο αριθμό αισθητήρων νήματος που μπορούν να υφανθούν σε υφάσματα, μετρώντας αέρια και χημικές ουσίες στο περιβάλλον ή μεταβολίτες στον ανθρώπινο ιδρώτα.

Στα πειράματά τους, οι ερευνητές τοποθέτησαν δύονήματα με τη μορφή του γράμματος "X" στο πίσω μέρος του λαιμού του ατόμου. Επικαλυμμένοι με ηλεκτρικά αγώγιμο μελάνι με βάση τον άνθρακα, οι αισθητήρες ανιχνεύουν κίνηση καθώς τα νήματα κάμπτονται. Όταν το θέμα έκανε μια σειρά κινήσεων κεφαλής, τα καλώδια έστειλαν σήματα σε μια μικρή μονάδα Bluetooth, η οποία στη συνέχεια μετέδωσε τα δεδομένα ασύρματα σε έναν υπολογιστή ή smartphone για ανάλυση.

Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης επικαλυμμένων νημάτωνανθρακόνημα. Στα αριστερά υπάρχει μια ευθεία κλωστή. Η κάμψη των επικαλυμμένων νημάτων δημιουργεί μια τάση (δεξιά) που αλλάζει την ηλεκτρική τους αγωγιμότητα — μια τιμή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του βαθμού παραμόρφωσης (κλίμακα 200 micron)

Η ανάλυση δεδομένων περιελάμβανε εξελιγμένες προσεγγίσεις εργαλειομηχανώνεκπαίδευση για ερμηνεία σημάτων και μετατροπή τους για ποσοτικοποίηση κινήσεων κεφαλής σε πραγματικό χρόνο με ακρίβεια 93%. Έτσι, οι αισθητήρες και ο επεξεργαστής παρακολουθούν την κίνηση χωρίς παρεμβολές με τη μορφή καλωδίων, ογκωδών συσκευών. Τέτοια έξυπνα νήματα θα εξαλείψουν τη χρήση φωτογραφικών μηχανών ή τους περιορισμούς ενός χώρου ή εργαστηρίου.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αν και οι αλγόριθμοι πρέπεινα είστε ειδικευμένοι για κάθε περιοχή του σώματος, η απόδειξη της αρχής δείχνει ότι οι αισθητήρες σπειρώματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της κίνησης σε άλλα άκρα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιθέματα δέρματος ή ακόμη και σφιχτά ρούχα που περιέχουν νήματα για την παρακολούθηση της κίνησης σε περιβάλλοντα όπου η μέτρηση είναι πιο σημαντική. Για παράδειγμα, στο δρόμο, στο χώρο εργασίας ή στην τάξη. Το γεγονός ότι δεν απαιτείται κάμερα παρέχει πρόσθετο απόρρητο.

Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη επίδειξη του πώς μπορούμε να δημιουργήσουμε αισθητήρες που παρακολουθούν την υγεία, την απόδοση και το περιβάλλον με διακριτικό τρόπο.

Yiwen Jiang, φοιτητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Tufts και πρώτος συγγραφέας της μελέτης

Στο δρόμο, θα σας προειδοποιήσει ένα ειδικό τατουάζκόπωση του οδηγού φορτηγού ή άλλες καταστάσεις όπου η επαγρύπνηση του χειριστή είναι κρίσιμη, παρακολουθώντας την κίνηση του κεφαλιού ενός ατόμου που πρόκειται να αποκοιμηθεί.

«Αν μπορούμε να αναπτύξουμε αυτή την τεχνολογίαΕπιπλέον, θα μπορέσουμε να βρούμε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης», καταλήγει ο Jiang. «Για παράδειγμα, όσοι ερευνούν τη νόσο του Πάρκινσον και άλλες νευρομυϊκές ασθένειες θα μπορούσαν επίσης να παρακολουθούν τις κινήσεις των υποκειμένων καθώς κινούνται στις συνήθεις ρυθμίσεις και την καθημερινή τους ζωή για να συλλέξουν δεδομένα για την κατάστασή τους και την αποτελεσματικότητα της θεραπείας».

Διαβάστε περισσότερα

Βρήκα ένα νέο είδος μαύρης τρύπας που δεν ταιριάζει στη θεωρία της σχετικότητας

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια αντικατάσταση για τη θεωρία της σχετικότητας. Ποια είναι η ουσία της «θεωρίας των πάντων»;