Pametne hlače prate vaše pokrete i aktivnosti

Istraživači s Federalnog sveučilišta Espirito Santo u Brazilu razvili su pametne hlače koje koriste senzore od optičkih vlakana za neinvazivno praćenje kretanja i aktivnosti osobe putem 30 mjernih točaka na svakoj nozi.

"Naše pametne hlače od polimernih optičkih vlakana mogu se koristiti za otkrivanje aktivnosti kao što su sjedenje, čučanje, hodanje ili udaranje bez sprječavanja prirodnih pokreta", rekao je voditelj istraživačkog tima Arnaldo Leal-Junior. "Ovim pristupom izbjegavaju se problemi privatnosti koji dolaze sa sustavima temeljenim na slikama i mogao bi biti koristan za praćenje pacijenata koji stare kod kuće ili mjerenje parametara kao što je raspon pokreta u rehabilitacijskim klinikama."

Pametne hlače imaju prozirna optička vlakna izravno integrirana u tekstil, a za njih je razvijena i prijenosna jedinica za prikupljanje signala koja se može staviti u džep hlača.

"Ovo istraživanje pokazuje da je moguće razviti jeftine nosive senzorske sustave pomoću optičkih uređaja", rekao je Leal-Junior. "Također pokazujemo da se novi algoritmi strojnog učenja mogu koristiti za proširenje senzorskih sposobnosti pametnog tekstila i mogu omogućiti mjerenje novih parametara."

Istraživanje je dio većeg projekta usmjerenog na razvoj fotonskih tekstila za jeftine nosive senzore. Iako uređaji poput pametnih satova mogu otkriti kreće li se osoba, istraživači su htjeli razviti tehnologiju koja bi mogla otkriti određene vrste aktivnosti bez ometanja kretanja na bilo koji način. To su učinili ugradnjom senzora varijacije intenziteta polimernih optičkih vlakana izravno u tkaninu koja je zatim korištena za izradu hlača.

Senzori su bili bazirani na polimetil metakrilatnim optičkim vlaknima promjera 1 mm. Istraživači su stvorili osjetljiva područja u vlaknima uklanjanjem malih dijelova jezgre vlakana vanjske obloge. Kada se vlakno savija zbog pomicanja, to će uzrokovati promjenu optičke snage koja putuje kroz vlakno i može se koristiti za određivanje vrste fizičke izmjene koja je primijenjena na osjetljivo područje vlakna.

Stvaranjem ovih osjetljivih područja vlakana na različitim lokacijama, istraživači su stvorili višestruki senzorski sustav s 30 mjernih točaka na svakoj nozi. Također su razvili novi algoritam strojnog učenja za klasifikaciju različitih vrsta aktivnosti i klasifikaciju parametara hoda na temelju podataka senzora.

Kako bi testirali svoj prototip, znanstvenici su volontere obukli u pametne hlače i izvodili određene aktivnosti: sporo hodanje, brzo hodanje, čučanj, sjedenje na stolici, sjedenje na podu, udarac sprijeda i natrag. Senzorski pristup postigao je 100% točnosti u klasifikaciji ovih aktivnosti.

Istraživači sada rade na povezivanju jedinice za prikupljanje signala s oblakom, što bi omogućilo daljinski pristup podacima.

Studiju objavljenu u časopisu Biomedical Optics Express možete pronaći na ovoj poveznici.