Нові гнучкі датчики у вигляді татуювань проконтролюють втому

Інженери з університету Тафтса, США, створили та продемонстрували гнучкі датчики на основі ниток, які

можуть вимірювати рух шиї, надаючи даніпро напрям, вугілля повороту та ступінь зміщення голови. Нове відкриття призведе до появи тонких непомітних татуювань. На думку вчених, вони зможуть вимірювати спортивні результати, контролювати втому робітника чи водія, допомагати пацієнтам та лікарям контролювати перебіг фізіотерапії. Технологія доповнює зростаючу кількість ниткових датчиків, які можна вплітати в текстиль, вимірюючи гази та хімічні речовини у навколишньому середовищі або метаболіти у людському поті.

У своїх експериментах дослідники помістили двінитки у вигляді літери «X» на шию випробуваного ззаду. Покриті електропровідними чорнилом на вуглецевій основі, датчики виявляють рух, коли нитки згинаються. Коли суб'єкт здійснював серію рухів головою, дроти відправляли сигнали на невеликій модуль Bluetooth, який потім передавав дані по бездротовій мережі на комп'ютер або смартфон для аналізу.

Растрова електронна мікроскопія ниток, покритихвуглецевою фарбою. Зліва пряме різьблення. Вигин ниток з покриттям створює деформацію (праворуч), яка змінює їх електропровідність — величину, яку можна використовувати для розрахунку ступеня деформації (шкала 200 мікронів)

Аналіз даних включав складні підходи машинногонавчання для інтерпретації сигналів і їх перетворення для кількісного визначення рухів голови в реальному часі з точністю 93%. Таким чином, датчики і процесор відстежують рух без перешкод у вигляді проводів, громіздких пристроїв. Такі розумні нитки дозволять відмовитися від використання камер або обмежень кімнати або лабораторного простору.

За словами дослідників, хоча алгоритми повиннібути спеціалізовані для кожної ділянки тіла, доказ принципу демонструє, що Стек гілок датчики можуть використовуватися для вимірювання руху в інших кінцівках. Пластир на шкірі або навіть облягаючий одяг, що містить нитки, може використовуватися для відстеження руху в умовах, де вимірювання найбільш важливі. Наприклад, на дорозі, робочому місці або в навчальному класі. Той факт, що камера не потрібна, забезпечує додаткову конфіденційність.

Це перспективна демонстрація того, як ми можемо створити датчики, які стежать за здоров'ям, продуктивністю та навколишнім середовищем, роблячи це ненав'язливо.

Івен Цзян, студент інженерного факультету Університету Тафтса та перший автор дослідження

В дорозі спеціальний патч-татуювання попередитьпро втому водія вантажівки або інших ситуаціях, коли критично важлива пильність оператора, відстежуючи рухи голови людини, який збирається заснути.

«Якщо ми зможемо розвинути цю технологіюдалі, ми зможемо знайти широкий спектр додатків у сфері охорони здоров'я, — підсумовує Цзян. — Наприклад, ті, хто досліджує хворобу Паркінсона та інші нервово-м'язові захворювання, можуть також відслідковувати рухи суб'єктів в звичайних умовах і повсякденному житті, щоб збирати дані про стан і ефективність лікування».

Читати далі

Знайдений новий вид чорної діри, який не вписується в теорію відносності

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять

Вчені вивели заміну для теорії відносності. У чому суть «теорії всього»?