Επιστήμονες δημιούργησαν «έξυπνο» κολάν που ανιχνεύει τη σωματική εξάντληση

Ερευνητές στο Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ETH Zurich) ανέπτυξαν ένα ηλεκτρονικό νήμα το οποίο μετρά με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο κινείται το σώμα ενός ατόμου όταν ασκείται. Ο υφασμάτινος αισθητήρας είναι ενσωματωμένος σε αθλητικά ρούχα ή ρούχα εργασίας και μπορεί να προβλέψει το επίπεδο εξάντλησης του χρήστη κατά τη διάρκεια της σωματικής άσκησης. Στη συνέχεια, ο αισθητήρας στέλνει ειδοποίηση σε μια ειδική εφαρμογή για smartphone.

Για να δοκιμάσουν τον αισθητήρα, οι ερευνητές του ETH Zurich, με επικεφαλής τον Κάρλο Μένον, καθηγητής στο Εργαστήριο Βιοϊατρικής και Κινητής Τεχνολογίας Υγείας, τον ενσωμάτωσαν σε ένα αθλητικό κολάν. Οι εθελοντές που φορούσαν το κολάν μπορούσαν να δουν στο smartphone τους πότε έφταναν στα όριά τους και αν έπρεπε να κάνουν διάλειμμα.

Αυτή η εφεύρεση, για την οποία το ETH Zurich έχει καταχωρήσει πατέντα  ευρεσιτεχνίας, θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για μια νέα γενιά «έξυπνων» ρούχων. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι πολλά από τα προϊόντα που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά διαθέτουν ήδη ηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπως αισθητήρες, μπαταρίες ή τσιπ, που έχουν τοποθετηθεί εκ των υστέρων. Εκτός του ότι κοστίζουν αρκετά ακριβά, η κατασκευή και η συντήρηση αυτών των ρούχων είναι δύσκολη.

Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι αυτό είναι το μέλλον των wearables και επισημαίνει ότι οι άνθρωποι φορούν «έξυπνα» ρούχα κάθε μέρα χωρίς καν να το συνειδητοποιούν. Ο Μένον βλέπει τις πιθανές εφαρμογές να εκτείνονται πέρα από τον αθλητισμό και στον χώρο εργασίας – για την πρόληψη τραυματισμών που σχετίζονται με την εξάντληση – καθώς και στην ιατρική αποκατάστασης.

Πώς λειτουργεί

Όταν οι άνθρωποι κουράζονται, κινούνται διαφορετικά—και το τρέξιμο δεν αποτελεί εξαίρεση: τα βήματα συντομεύονται και γίνονται λιγότερο τακτικά. Χρησιμοποιώντας τον νέο τους αισθητήρα, οι ερευνητές του ETH μπορούν να μετρήσουν αυτό το φαινόμενο.

Ο αισθητήρας λειτουργεί χάρη στη δομή του νήματος. Η εσωτερική ίνα αποτελείται από ένα αγώγιμο, ελαστικό καουτσούκ. Οι ερευνητές τύλιξαν ένα άκαμπτο σύρμα, το οποίο έχει επενδυθεί με ένα λεπτό στρώμα πλαστικού, σε μια σπείρα γύρω από αυτή την εσωτερική ίνα.

«Αυτές οι δύο ίνες λειτουργούν ως ηλεκτρόδια και δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο. Μαζί, σχηματίζουν έναν πυκνωτή που μπορεί να συγκρατήσει ηλεκτρικό φορτίο», εξηγεί ο Τάιλερ Κούθμπερτ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του Μένον, ο οποίος συμμετείχε στην έρευνα και την ανάπτυξη του αισθητήρα.

Η ραφή του νήματος στο τμήμα των μηρών τεντώνεται και χαλαρώνει με έναν συγκεκριμένο ρυθμό καθώς ο χρήστης τρέχει. Κάθε κίνηση μεταβάλλει το κενό μεταξύ των δύο ινών, και επομένως και το ηλεκτρικό πεδίο και το φορτίο του πυκνωτή. Υπό κανονικές συνθήκες, αυτές οι διακυμάνσεις του φορτίου θα ήταν πολύ μικρές για να βοηθήσουν στη μέτρηση των κινήσεων του σώματος.

«Σε αντίθεση με τα περισσότερα υλικά, το δικό μας γίνεται παχύτερο όταν τεντώνεται», εξήγησε ο Κούθμπερτ.

Ως αποτέλεσμα, το νήμα είναι σημαντικά πιο ευαίσθητο στις κινήσεις του σώματος.

«Δεδομένου ότι ο αισθητήρας βρίσκεται τόσο κοντά στο σώμα, μπορούμε να καταγράψουμε τις κινήσεις του σώματος με μεγάλη ακρίβεια χωρίς ο χρήστης να το αντιληφθεί», τονίζει ο Μένον.

Ωστόσο, επισημαίνουν οι επιστήμονες, απαιτούνται περεταίρω δοκιμές, καθώς και συλλογή δεδομένων μοτίβου βάδισης για να επιβεβαιώσουν ότι το μοντέλο μπορεί να κάνει ακριβείς προβλέψεις και εκτός εργαστηρίου.

ΠΗΓΗ: Studyfinds