Одежда может использоваться для удаленного наблюдения за пациентами на предмет признаков дистресса, таких как падение или травма.

Исследователи разработали настоящие «умные штаны», которые можно использовать для отслеживания движений тех, кто их носит, чтобы предупреждать врачей и лиц, осуществляющих уход, о признаках дистресса или необходимости медицинской помощи. Умные штаны , разработанные исследователями из Федерального университета Эспириту-Санту в Бразилии, направлены на поддержку стареющего населения мира, которому могут грозить серьезные последствия для здоровья, если они не получат немедленную поддержку после падения или другой неотложной медицинской помощи.

Штаны, оснащенные в определенных местах датчиками, предназначены для обеспечения ненавязчивого способа отслеживания движений человека и оповещения лиц, осуществляющих уход, в случае появления признаков дистресса, сказал руководитель исследовательской группы и профессор университета Арнальдо Леал-Джуниор.

«Наши умные штаны из полимерного оптического волокна можно использовать для обнаружения таких действий, как сидение, приседание, ходьба или удары ногами, не препятствуя естественным движениям», — сказал он.

По словам Леал-Джуниора, этот подход позволит избежать проблем с конфиденциальностью, возникающих при установке видеокамер или других технологий, основанных на изображении, для наблюдения за пациентами в их домах. По его словам, его также можно использовать в условиях реабилитации для измерения диапазона движений и других параметров пациентов, восстанавливающихся после травм или операций.

Определение движения с помощью «умных штанов»

В штанах есть прозрачные оптические волокна, которые исследователи напрямую интегрировали в ткань. Команда также разработала портативный блок приема сигналов как часть недорогой сенсорной системы, который можно разместить в кармане брюк.

В частности, исследователи создали датчики на основе оптических волокон из полиметилметакрилата диаметром 1 миллиметр. Они создали чувствительные области в волокнах, удалив небольшие участки внешней оболочки сердцевины волокна.

Датчики работают через изгибы волокна; когда это происходит из-за движения, это вызывает изменение оптической мощности, проходящей через волокно. По словам исследователей, это может помочь тем, кто осуществляет мониторинг, определить и определить, какой тип физической модификации был применен к чувствительной области волокна, которая обозначает движение пользователя.

Каждая штанина имеет 30 точек измерения для создания мультиплексной сенсорной системы. Исследовательская группа также разработала новый алгоритм машинного обучения для классификации различных типов деятельности и классификации параметров походки на основе данных датчиков.

Тестирование и применение

«Волоконно-оптические датчики имеют ряд преимуществ, в том числе то, что они невосприимчивы к электрическим или магнитным помехам и могут быть легко интегрированы в различные аксессуары одежды благодаря своей компактности и гибкости», — пояснил Лил-Джуниор. «Базирование устройства на основе мультиплексного датчика изменения оптической мощности также делает метод измерения недорогим и высоконадежным».

Чтобы протестировать прототип штанов, исследователи попросили добровольцев надеть их и выполнять различные действия, включая медленную ходьбу, быструю ходьбу, приседания, сидение на стуле, сидение на полу, удары ногой вперед и назад. Датчик достиг 100% точности в определении этих действий, сообщили исследователи в статье о своей работе в журнале Biomedical Optics Express.

Исследование является частью более крупного проекта по разработке фотонного текстиля для недорогих носимых датчиков. Следующим шагом для системы является подключение блока сбора сигналов к облаку, что обеспечивает удаленный доступ к данным. Исследователи также планируют протестировать «умный текстиль» в домашних условиях, чтобы дополнительно оценить его эффективность.