Интеллектуальная ткань с искусственным интеллектом не только корректирует осанку, но и легко растягивается, эластична, моется и пропускает воздух, удобна для длительного ношения.
Важным элементом здоровья является осанка. Боль и дискомфорт могут быть вызваны длительной плохой осанкой, например, сутулостью или наклоном в одну сторону. Кроме того, повышается вероятность сердечно-сосудистых заболеваний, проблем со зрением, инсультов и заболеваний опорно-двигательного аппарата. Для предотвращения этих проблем и улучшения здоровья студентов и малоподвижных людей необходимы решения, помогающие улучшить осанку. Недостатки доступных технологий мониторинга препятствуют их широкому внедрению. Исследователи создали удобную, прочную, самоходную ткань, которую можно комбинировать с датчиками, чтобы помочь исправить осанку в режиме реального времени и решить эту проблему.
Для создания самодвижущейся ткани использовались трибоэлектрические наногенераторы (ТЭНы), которые используют движение для сбора энергии, необходимой для питания датчиков контроля положения. Интегрированный алгоритм машинного обучения анализирует информацию, собранную датчиками, и может обеспечить мгновенную обратную связь и информировать пользователя, когда ему нужно изменить свою позицию.
Технология была описана в статье в Nano Research.
— В повседневной жизни люди часто сидят в различных неправильных позах, что приводит к боли и дискомфорту, ??— сказал Кай Дун, научный сотрудник Пекинского института наноэнергетики и наносистем Китайской академии наук. — Эту «сидячую болезнь» можно было бы облегчить, если бы люди могли контролировать свое сидячее положение в режиме реального времени, надевая определенные виды одежды из «умных» тканей. С нашим жилетом для сидения с автономным питанием пользователи могут наблюдать за изменением своего положения на экране и вносить необходимые коррективы.
Причудливая ткань изготовлена ????из сочетания нейлонового волокна и проводящего волокна. Волокна ткани растягиваются и сжимаются при движении пользователя. Постоянное движение и контакт двух нитей накала генерирует электричество, явление, известное как контактная электризация.
Ткань легко растягивается, прочная, моющаяся и дышащая, ее можно комфортно носить в течение длительного времени. Это делает его идеальным для долгосрочного отслеживания местоположения. Чжун Линь Ван, заведующий кафедрой Hightower в Школе материаловедения и инженерии и профессор Технологического института Джорджии в США, сказал, что такие факторы, как долговечность и комфорт, важны для того, как люди используют умный текстиль.
— Гибкость, растяжимость и сгибаемость — все это способствует удобству носимых датчиков, — сказал профессор Ван. — Но эти факторы также влияют на то, насколько хорошо ткань работает. Ткань обладает хорошей эластичностью благодаря своей трикотажной структуре, что также повышает ее производительность и создает более высокое натяжение.
Помимо комфорта ткани, еще одним важным аспектом является надежность контроля осанки. Датчики вшиваются непосредственно в ткани вдоль шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. Они помогают собирать данные о наиболее распространенных сгорбленных позициях, таких как поза горбуна. Данные, собранные датчиками, затем интерпретируются алгоритмом машинного обучения, который обрабатывает информацию о том, как сидит пользователь, классифицирует его положение сидя и наблюдает, как он корректирует свое положение при появлении запроса. Эта система способна точно определить местоположение пользователя в 96,6% случаев.
Исследователи надеются, что благодаря такому сочетанию удобства ношения и точности этот жилет для мониторинга с автономным питанием поможет студентам и сидячим работникам избежать боли, дискомфорта и долгосрочных проблем со здоровьем.
— Мы считаем, что самоходный жилет для мониторинга на основе TENG предлагает надежное медицинское решение для долгосрочного неинвазивного мониторинга, — сказал профессор Донг. — Это также расширяет область применения носимой электроники на основе трибоэлектричества.
Исследование финансировалось Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая, Национальным фондом естественных наук Китая, Пекинским муниципальным фондом естественных наук и Фондом фундаментальных исследований центральных университетов.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен