Špeciálny kúsok oblečenia rozpozná, kedy si má jeho majiteľ spraviť počas cvičenia prestávku.
Textilný senzor nad kolenom je pripojený k anténe zabudovanej v páse. Spoločne tvoria obvod, ktorý možno použiť na meranie pohybu. Zdroj: Valeria Galli/ETH Zürich
Inteligentné športové legíny rozpoznajú, kedy si má ich majiteľ spraviť počas cvičenia prestávku. Výskumníci zo Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu v Zürichu (ETH Zürich) vyvinuli elektronickú priadzu schopnú presne odmerať, ako sa pohybuje telo človeka.
Textilný senzor, integrovaný priamo do kúska odevu, monitoruje úroveň vyčerpania jeho používateľa počas fyzickej námahy a posiela upozornenia do špeciálnej aplikácie pre smartfóny, ktorá je prepojená s materiálom.
Unavený človek je náchylnejší na zranenia
Keď je človek vyčerpaný, býva počas cvičenia alebo pri ďalšej fyzickej aktivite náchylnejší na zranenia, čomu by chceli výskumníci zabrániť. Stačí, že si človek vykonávajúci fyzickú aktivitu oblečie legíny so zabudovaným senzorom a už si len jednoduchým pohľadom na smartfón kontroluje, nakoľko sa blíži k svojmu fyzickému limitu a či si má oddýchnuť.
Odborníci z EHT Zürich požiadali o patent. Ak bude schválený, pravdepodobne sa čoskoro môžeme tešiť na novú generáciu inteligentného oblečenia. Mnohé kusy odevov, ktoré sú dnes na trhu, v sebe už ukrývajú elektronické komponenty ako senzory, batérie alebo čipy.
Takéto oblečenie je však nielen náročnejšie na údržbu, ale aj o poznanie drahšie. „Naším cieľom je, aby bola výroba inteligentného oblečenia nákladovo efektívna a prístupná aj širšej verejnosti,“ vyjadril sa v správe pre médiá profesor Carlo Menon, ktorý s tímom výskumníkov vyvíja inteligentné legíny.
Ako sa hýbeme, keď sme unavení?
Keď je človek unavený, inak sa hýbe a inak aj behá. Kroky sa nám skracujú a sú menej pravidelné. Nový senzor, za ktorým stoja výskumníci z ETH v Zürichu, dokáže tieto odchýlky spoľahlivo zmerať.
Legíny sú totiž zhotovené zo špeciálneho typu priadze, ktorej vlákno pozostáva z vodivej elastickej gumy. Okolo tohto vlákna odborníci omotali tuhý drôt obalený tenkou vrstvou plastu.
Pevný oranžový drôt je špirálovito obkrútený okolo čiernej elastickej vodivej gumy. Vľavo je štruktúra uvoľnená, vpravo natiahnutá. Do pásu legín je zabudovaná anténa. Zdroj: Tyler Cuthbert/ETH Zürich
„Takéto vlákna fungujú ako elektródy, ktoré vytvárajú elektrické pole. Spolu tvoria kondenzátor, ktorý dokáže udržať elektrický náboj,“ približuje Tyler Cuthbert, jeden z výskumníkov z Menonovho tímu, ktorý na objave pracoval.
Špeciálna priadza sa potom všije do stehennej časti páru pružných bežeckých legín, čo spôsobí, že sa pri behu v určitom rytme natiahne a znova povolí. Každý pohyb mení medzeru medzi dvomi vláknami, a tým aj elektrické pole a náboj kondenzátora. Za normálnych okolností by boli tieto výkyvy nábojov primalé na to, aby dokázali zmerať pohyby tela.
„Náš materiál sa však na rozdiel od väčšiny ďalších stáva pri natiahnutí v skutočnosti hrubším,“ ozrejmuje Cuthbert. V dôsledku toho je podľa vedca priadza podstatne citlivejšia a zaznamená i minimálne pohyby. Aj to najmenšie natiahnutie totiž vytvorí v nabití snímača zreteľne merateľné výkyvy.
Anténa z vodivej priadze
Aby senzor zabudovaný v legínach mohol posielať elektrické signály do smartfónu bezdrôtovo, vedci ho vybavili slučkovou anténou z vodivej priadze, ktorú tiež zabudovali do legín, tentoraz v mieste pása. „Snímač a anténa spolu tvoria elektrický obvod, ktorý je plne integrovaný do odevu,“ spresňuje Valeria Galli, doktorandka profesora Menona.
Elektrický signál putuje z rozťahovacieho senzora do antény a tá ho prenáša na určitej frekvencii, ktorú dokáže smartfón prečítať. Keď majiteľ legín beží, senzor sa pohybuje, čím vytvára vzor signálu s nepretržite kolísavou frekvenciou, ktorý aplikácia v smartfóne v reálnom čase zaznamenáva a vyhodnocuje.
Majiteľ si nič nevšimne
„Senzor je umiestnený tak blízko tela, že môžeme veľmi presne zachytiť pohyby majiteľa legín bez toho, aby si to vôbec všimol,“ zdôrazňuje Menon.
V predchádzajúcom výskume Cuthbert a Menon pozorovali skupinku dobrovoľníkov, ktorí bežali v atletických legínach vybavených podobným senzorom. Odborníci pritom zaznamenali, ako sa elektrické signály s narastajúcou únavou bežcov postupne menili.
V ďalšom kroku sa rozhodli premeniť zozbierané dáta na model schopný predpovedať vyčerpanie bežcov.
Materiál, ktorí na základe svojich pozorovaní teraz vytvorili, však zatiaľ testovali len v laboratórnych podmienkach. Aby mohli potvrdiť, že ich senzor skutočne dokáže spoľahlivo predpovedať únavu ich majiteľov aj mimo laboratória, potrebujú ešte zrealizovať mnoho skúšok.
Zdroje: StudyFinds, ETH Zurich
(af)
