Η στάση του σώματος είναι ένα σημαντικό μέρος της υγείας μας. Η παρατεταμένη κακή στάση του σώματος, όπως το να σκύβετε ή να γέρνετε στη μία πλευρά, μπορεί να οδηγήσει σε πόνο και δυσφορία. Έχει επίσης αποδειχθεί ότι αυξάνει τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων, προβλημάτων όρασης, εγκεφαλικών επεισοδίων και μυοσκελετικών παθήσεων. Απαιτούνται λοιπόν λύσεις που θα βοηθήσουν τους ανθρώπους να προσαρμόσουν τη στάση τους για να αποτρέψουν αυτά τα προβλήματα και να βελτιώσουν την υγεία των μαθητών και των ατόμων με καθιστική εργασία.
Οι τρέχουσες λύσεις παρακολούθησης έχουν περιορισμούς που εμπόδισαν την ευρεία υιοθέτησή τους. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα άνετο και ανθεκτικό αυτοτροφοδοτούμενο ύφασμα που μπορεί να συνδυαστεί με αισθητήρες για να βοηθήσει στη σωστή στάση του σώματος σε πραγματικό χρόνο. Το αυτοτροφοδοτούμενο ύφασμα αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες (TENG), οι οποίες χρησιμοποιούν κίνηση για να συλλέγουν την ενέργεια που απαιτείται για την τροφοδοσία των αισθητήρων παρακολούθησης στάσης. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τους αισθητήρες επεξεργάζονται από έναν ενσωματωμένο αλγόριθμο μηχανικής μάθησης που μπορεί να παρέχει άμεση ανατροφοδότηση, ειδοποιώντας τον χρήστη όταν χρειάζεται να προσαρμόσει τη στάση του.
Η τεχνολογία περιγράφηκε σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στις 24 Μαΐου 2022 στο Nano Research. (DOI 10.1007/s12274-022-4409-0)
«Οι άνθρωποι κάθονται συχνά σε διάφορες κακές στάσεις στην καθημερινή τους ζωή, οδηγώντας σε πόνο και δυσφορία», δήλωσε ο συγγραφέας της εργασίας Kai Dong, συνεργάτης ερευνητής στο Ινστιτούτο Νανοενέργειας και Νανοσυστημάτων του Πεκίνου στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. «Αυτή η «νόσος του καθησιού» θα μπορούσε να αποφευχθεί εάν τα άτομα ήταν σε θέση να παρατηρήσουν τη στάση του καθίσματος σε πραγματικό χρόνο φορώντας έναν συγκεκριμένο τύπο ρούχων από έξυπνα υφάσματα. Με το αυτοτροφοδοτούμενο γιλέκο παρακολούθησης καθιστής θέσης που αναπτύξαμε, οι χρήστες μπορούν να παρακολουθούν την αλλαγή της στάσης τους στην οθόνη τους και να κάνουν τις απαραίτητες προσαρμογές».
Το ειδικό αυτό ύφασμα δημιουργήθηκε με το πλέξιμο μιας νάιλον ίνας με μια αγώγιμη ίνα. Καθώς ο χρήστης του υφάσματος κινείται, οι ίνες τεντώνονται και συμπιέζονται. Η συνεχής κίνηση και επαφή μεταξύ των δύο ινών παράγει ηλεκτρισμό, ένα φαινόμενο γνωστό ως ηλεκτρισμός επαφής.
Το ύφασμα είναι ελαστικό, ανθεκτικό, πλένεται και αναπνέει και μπορεί να φορεθεί άνετα για μεγάλες χρονικές περιόδους. Αυτό το καθιστά ιδανικό για μακροχρόνια παρακολούθηση της στάσης του σώματος. Σύμφωνα με τον συγγραφέα Zhong Lin Wang, της έδρας Hightower της Σχολής Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών και επίτιμο διδάκτορα στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια στις Ηνωμένες Πολιτείες, παράγοντες όπως η ανθεκτικότητα και η άνεση είναι σημαντικοί για τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τα έξυπνα υφάσματα.
«Η ευελιξία, η ελαστικότητα και η ικανότητα κάμψης επηρεάζουν την άνεση των αισθητήρων στο ύφασμα», είπε ο Wang. «Αλλά αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν επίσης το πόσο καλά λειτουργεί το ύφασμα. Το ύφασμα παρουσιάζει καλή ελαστικότητα λόγω της δομής πλέξης του, η οποία επίσης αυξάνει την απόδοσή του και παράγει υψηλότερη τάση.»
Εκτός από την άνεση του υφάσματος, μια άλλη σημαντική πτυχή είναι η αξιοπιστία της παρακολούθησης της στάσης του σώματος. Οι αισθητήρες είναι ραμμένοι απευθείας στο ύφασμα σε θέσεις κατά μήκος της αυχενικής μοίρας, της θωρακικής μοίρας και της οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης. Αυτές οι θέσεις βοηθούν στη συλλογή δεδομένων για τις πιο συνηθισμένες θέσεις κλίσης, όπως η στάση του καμπούρη. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τους αισθητήρες στη συνέχεια ερμηνεύονται από έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης, ο οποίος επεξεργάζεται πληροφορίες σχετικά με το πώς κάθεται ο χρήστης, ταξινομεί τη στάση του χρήστη και παρακολουθεί πώς διορθώνει τη στάση του όταν του ζητηθεί. Αυτό το σύστημα είναι σε θέση να αναγνωρίσει με ακρίβεια τη στάση του ατόμου με ποσοστό επιτυχίας 96,6%.
Με αυτόν τον συνδυασμό φορητότητας και ακρίβειας, οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτό το αυτοτροφοδοτούμενο γιλέκο παρακολούθησης θα βοηθήσει τους μαθητές και τα άτομα με καθιστική εργασία να αποφύγουν τον πόνο, την ενόχληση και τα μακροπρόθεσμα προβλήματα υγείας. «Πιστεύουμε ότι το αυτοτροφοδοτούμενο γιλέκο παρακολούθησης με βάση το TENG προσφέρει μια αξιόπιστη λύση υγειονομικής περίθαλψης για μακροχρόνια, μη επεμβατική παρακολούθηση», δήλωσε ο Dong. “Αυτό διευρύνει επίσης την εφαρμογή ηλεκτρονικών ειδών που μπορούν να φορεθούν και βασίζονται σε τριβοηλεκτρικά.”
Πηγή: newswise.com
