پژوهشگران شلوار هوشمندی ساختند که از حسگرهای فیبر نوری برای ردیابی غیرتهاجمی حرکات و فعالیت‌های افراد استفاده می‌کند. این شلوارها فعالیت 30 نقطه را در هر پا اندازه می‌گیرند و یادگیری ماشینی را برای تشخیص حرکت بکار می‌برند. این شلوار هوشمند قادر به تشخیص فعالیت‌های مختلف از جمله راه رفتن آهسته، راه رفتن سریع، چمباتمه زدن، نشستن روی صندلی، نشستن روی زمین، لگد زدن به جلو و پشت با دقت 100 درصد است. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

حسگرهای جدید برای نظارت از راه دور

با افزایش جمعیت جهان، نیاز به فناوری‌های حسگر جدیدی پدید می‌آید که بتوانند به پزشکان و مراقبان کمک کنند تا از راه دور بر سلامت افراد نظارت کنند. شلوارهای هوشمند جدید مبتنی بر حسگرهای فیبر نوری می‌توانند با ارائه روشی غیرمستقیم برای ردیابی حرکات افراد و صدور هشدار در صورت وجود علائم ناراحتی کمک کنند.

Arnaldo Leal-Junior، سرپرست گروه پژوهشی از دانشگاه فدرال اسپریتو سانتو در برزیل گفت: «این شلوار هوشمند فیبر نوری پلیمری می‌تواند برای تشخیص فعالیت‌هایی مانند نشستن، چمباتمه زدن، راه رفتن یا لگد زدن بدون ممانعت از حرکات طبیعی بکار رود. این رویکرد از مسائل مربوط به حریم خصوصی ناشی از سامانه‌های مبتنی بر تصویر جلوگیری می‌کند و می‌تواند برای نظارت بر بیماران مسن در خانه یا اندازه‌گیری پارامترهایی همچون دامنه حرکت در درمانگاه‌های توانبخشی مفید باشد».

در مجله Biomedical Optics Express، پژوهشگران شلوارهای هوشمند جدید را توصیف کردند. این پوشیدنی‌ها دارای فیبرهای نوری شفاف هستند که به طور مستقیم در منسوجات ادغام شدند. آنها همچنین یک واحد قابل حمل برای دریافت سیگنال توسعه دادند که داخل جیب شلوار قرار می‌گیرد.

Leal-Junior می‌گوید: «این پژوهش نشان می‌دهد که امکان توسعه سامانه‌های حسگر پوشیدنی ارزان با استفاده از دستگاه‌های نوری وجود دارد. ما همچنین نشان می‌دهیم که الگوریتم‌های یادگیری ماشینی جدید می‌توانند برای گسترش قابلیت‌های حسگری منسوجات هوشمند و احتمالاً امکان اندازه‌گیری پارامترهای جدید، مورد استفاده قرار گیرند».

ساخت شلوار فیبر نوری

این پژوهش بخشی از یک پروژه بزرگتر است که بر توسعه منسوجات فوتونیک برای حسگرهای پوشیدنی ارزان متمرکز است. اگرچه دستگاه‌هایی مانند ساعت‌های هوشمند می‌توانند تشخیص دهند که یک فرد در حال حرکت است یا خیر، پژوهشگران می‌خواستند فناوری‌ای توسعه دهند که بتواند انواع خاصی از فعالیت‌ها را بدون اینکه به هیچ وجه مانع حرکت شود، شناسایی کند. آنها این کار را با ادغام حسگرهای فیبر نوری پلیمری با پارچه و سپس ایجاد شلوار انجام دادند.

حسگرها بر اساس فیبرهای نوری پلی متیل متاکریلات با قطر 1 میلی‌متر ایجاد شدند. پژوهشگران با حذف بخش‌های کوچکی از روکش خارجی هسته فیبر، مناطق حساسی را در الیاف ایجاد کردند. هنگامی که فیبر به دلیل حرکت خم می‌شود، این موجب تغییر در قدرت نوری می‌شود که از فیبر عبور می‌کند.

با ایجاد این نواحی حساس در مکان‌های مختلف فیبر، پژوهشگران یک سامانه حسگر چندگانه با 30 نقطه اندازه‌گیری در هر پا ایجاد کردند. آنها همچنین یک الگوریتم یادگیری ماشین جدید برای طبقه‌بندی انواع مختلف فعالیت‌ها و طبقه‌بندی پارامترهای راه رفتن بر اساس داده‌های حسگر، توسعه دادند.

طبقه بندی فعالیت ها

پژوهشگران برای آزمایش نمونه اولیه خود، از داوطلبان خواستند که شلوار هوشمند را بپوشند و فعالیت‌های خاصی را انجام دهند. آهسته راه رفتن، راه رفتن سریع، چمباتمه زدن، نشستن روی صندلی، نشستن روی زمین، لگد زدن به جلو و لگد زدن به پشت. رویکرد سنجش در طبقه‌بندی این فعالیت‌ها به دقت 100% دست یافت.

Leal-Junior می‌گوید: «حسگرهای فیبر نوری چندین مزیت دارند، از جمله این واقعیت که در برابر تداخل الکتریکی یا مغناطیسی مصون هستند. و به دلیل فشرده بودن و انعطاف‌پذیری می‌توانند به راحتی در لباس‌های مختلف ادغام شوند».

پژوهشگران اکنون در حال کار برای اتصال واحد جذب سیگنال به ابر هستند که امکان دسترسی از راه دور به داده‌ها را فراهم می‌کند. آنها همچنین قصد دارند این منسوجات هوشمند را در خانه و کارهای روزمره آزمایش کنند.

>> ربات Calico یک دستیار رباتیک پوشیدنی است

>> وعده ابزارهای پوشیدنی برای پژوهش های پزشکی

منبع: medicalxpress

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»