新しい柔軟なタトゥーセンサーが疲労を監視します

米国タフツ大学のエンジニアは、柔軟なスレッドベースのセンサーを作成し、実証しました。

首の動きを測定してデータを提供できるヘッドの回転方向、回転角度、変位の程度について。新しい発見は、目立たない微妙なタトゥーにつながります。科学者らによると、運動パフォーマンスを測定したり、作業員やドライバーの疲労を監視したり、患者や医師が理学療法の進行状況を監視したりできるようになるという。この技術は、繊維に織り込むことができる糸センサーの数が増えており、環境中のガスや化学物質、あるいは人間の汗に含まれる代謝物を測定するセンサーに加わります。

彼らの実験では、研究者は2つを配置しました被験者の首の後ろにある「X」の文字の形の糸。導電性のカーボンベースのインクでコーティングされたセンサーは、フィラメントが曲がるときに動きを検出します。被験者が一連の頭の動きをしたとき、ワイヤーは小さなBluetoothモジュールに信号を送信し、Bluetoothモジュールは分析のためにデータをコンピューターまたはスマートフォンにワイヤレスで送信しました。

コーティングされた糸の走査型電子顕微鏡観察カーボンペイント。左側はまっすぐな糸です。コーティングされたフィラメントを曲げると歪みが生じ(右)、その結果、フィラメントの導電率が変化します。変形度を計算するために使用できる値(200ミクロンスケール)

データ分析には、洗練された工作機械アプローチが含まれていました信号を解釈して変換し、93%の精度でリアルタイムの頭の動きを定量化するためのトレーニング。したがって、センサーとプロセッサーは、ワイヤーやかさばるデバイスの形で干渉することなく動きを追跡します。そのような巧妙なスレッドは、カメラの使用や部屋や実験室のスペースの制限を排除します。

研究者によると、アルゴリズムはすべきですが体の各領域に特化していることで、原理実証は、スレッドセンサーを使用して他の手足の動きを測定できることを示しています。測定が最も重要な環境での動きを追跡するために、皮膚パッチまたは糸を含むぴったりした衣服を使用することができます。たとえば、外出先、職場、または教室で。カメラが必要ないという事実は、追加のプライバシーを提供します。

これは、目立たない方法で健康状態、パフォーマンス、環境を監視するセンサーを構築する方法を示す有望なデモンストレーションです。

Yiwen Jiang、タフツ大学工学部学生、研究の筆頭著者

道路上では、特別なパッチタトゥーが警告しますトラック運転手の疲労や、眠りにつく人の頭の動きを監視しながら、オペレーターの警戒が重要となるその他の状況。

「この技術が開発できれば、さらに、ヘルスケア分野でも幅広い用途を見つけることができるでしょう」と Jiang 氏は結論づけています。 「たとえば、パーキンソン病やその他の神経筋疾患を研究している人は、被験者が通常の環境や日常生活で動き回るときの動きを追跡して、被験者の状態や治療の有効性に関するデータを収集することもできます。」

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