Нитки, которые чувствуют, как и когда вы двигаетесь? Новые технологии делают это возможным
Инженеры из Университета Тафтса создали и продемонстрировали гибкие датчики на основе нитей, которые могут измерять движение шеи, предоставляя данные о направлении, угле поворота и степени смещения головы. Открытие повышает вероятность появления тонких, незаметных татуировок, которые могут, по мнению команды Тафтса, измерять спортивные результаты, контролировать усталость рабочего или водителя, помогать с физиотерапией, улучшать игры и системы виртуальной реальности и улучшать изображения, генерируемые компьютером. кинематография. Технология, описанная сегодня в Scientific Reports , дополняет растущее число нитевых датчиков, разработанных инженерами Tufts, которые можно вплетать в текстиль, измеряя газы и химические вещества в окружающей среде или метаболиты в поту.
В своих экспериментах исследователи поместили две нити в виде буквы «X» на шею испытуемого сзади. Покрытые электропроводящими чернилами на углеродной основе, датчики обнаруживают движение, когда нити изгибаются, создавая деформацию, которая меняет способ проведения электричества. Когда субъект совершал серию движений головой, провода отправляли сигналы на небольшой модуль Bluetooth, который затем передавал данные по беспроводной сети на компьютер или смартфон для анализа.
Анализ данных включал сложные подходы машинного обучения для интерпретации сигналов и их преобразования для количественного определения движений головы в реальном времени с точностью 93%. Таким образом, датчики и процессор отслеживают движение без помех со стороны проводов, громоздких устройств или ограничивающих условий, таких как использование камер или ограничение в комнате или лабораторном пространстве.
По словам исследователей, хотя алгоритмы должны быть специализированы для каждого участка тела, доказательство принципа демонстрирует, что нитевые датчики можно использовать для измерения движения в других конечностях. Пластыри на коже или даже облегающая одежда, содержащая нити, может использоваться для отслеживания движения в условиях, когда измерения наиболее важны, например, в поле, на рабочем месте или в классе. Тот факт, что камера не требуется, обеспечивает дополнительную конфиденциальность.
«Это многообещающая демонстрация того, как мы можем создать датчики, которые следят за нашим здоровьем, производительностью и окружающей средой ненавязчиво», - сказал Ивен Цзян, студент инженерного факультета Университета Тафтса и первый автор исследования. «Необходимо проделать дополнительную работу, чтобы улучшить объем и точность датчиков, что в данном случае может означать сбор данных из большего массива потоков, регулярно расположенных или расположенных по шаблону, и разработку алгоритмов, улучшающих количественную оценку сочлененного движения».
Другие типы носимых датчиков движения включают в себя 3-осевые гироскопы, акселерометры и магнитометры для обнаружения движения объекта по отношению к его окружению. Эти датчики основаны на инерционных измерениях - количественной оценке того, как тело ускоряется, вращается или движется вверх и вниз, - и имеют тенденцию быть более громоздкими и неудобными. Например, в других системах для измерения движения головы необходимо разместить один датчик на лбу, а другой - на шее над позвонками. Навязчивое размещение оборудования может помешать свободному движению испытуемых или просто тому, что они не осознают, что измеряются.
Для ситуаций, например, на спортивной площадке, новая парадигма нитевых датчиков может изменить правила игры. Помещая тонкие тату в виде пятен на разные суставы, спортсмен может носить датчики движения для определения их физического движения и формы, в то время как датчики пота на основе нитей, описанные в более ранней работе команды Тафтса, также потенциально могут отслеживать их электролиты, лактат и другие биологические маркеры производительности в поту.
В дороге патч датчика резьбы может предупреждать об усталости водителя грузовика или других ситуациях, когда критически важна бдительность оператора, отслеживая движения головы человека, который собирается уснуть.
«Если мы сможем развить эту технологию дальше, мы сможем найти широкий спектр применения в здравоохранении», - сказал Цзян. «Например, те, кто изучает болезнь Паркинсона и другие нервно-мышечные заболевания, могут также отслеживать перемещения субъектов в их обычных условиях и повседневной жизни, чтобы собирать данные об их состоянии и эффективности лечения».
«Цель создания нитевых датчиков состоит в том, чтобы заставить их« исчезнуть »в том, что касается носящего их человека, - сказал Самир Сонкусале, профессор электротехники и компьютерной инженерии в Технической школе Тафтса, директор Tufts Nanolab. и автор-корреспондент исследования. «Создание резьбы с покрытием, способной измерять движение, является замечательным достижением, которое стало еще более примечательным из-за того, что Ивэнь разработал это изобретение еще во время учебы. Мы с нетерпением ждем возможности усовершенствовать технологию и изучить ее многочисленные возможности».
До нас конечно эти технологии еще не дошли, но классные мужские пуховики из высококачественной ткани можно приобрести на сайте schengen-shop.ru
Комментариев нет