Un equipo de investigación en ciencias de la computación en Dartmouth College ha producido un tejido inteligente que puede ayudar a los atletas y pacientes de fisioterapia a corregir los ángulos de los brazos para optimizar el rendimiento, reducir las lesiones y acelerar la recuperación.
El sistema de detección de tejido propuesto es un textil flexible de captura de movimiento que monitorea la rotación de las articulaciones. El dispositivo portátil es liviano, de bajo costo, lavable y cómodo, lo que lo hace ideal para participantes de todos los niveles de deporte o pacientes que se recuperan de lesiones.
El estudio, publicado en Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies, se presentará más adelante este año en la conferencia UbiComp 2019 en Londres en septiembre.
"Usamos telas todo el tiempo, por lo que proporcionan el medio perfecto para la detección continua", dijo Xia Zhou, profesor asociado de ciencias de la computación en Dartmouth. "Este estudio demuestra el alto nivel de rendimiento y precisión que se puede obtener a través detelas básicas disponibles en el mercado "
El monitoreo preciso del movimiento de las articulaciones es crítico para el entrenamiento de rendimiento y la fisioterapia. Para los atletas donde el ángulo del brazo es importante, desde lanzadores de béisbol hasta tenistas, la detección a largo plazo puede ayudar a los instructores a analizar el movimiento y proporcionar correcciones de entrenamiento.atletas u otros pacientes de fisioterapia, este monitoreo puede ayudar a los médicos a evaluar la efectividad de los tratamientos médicos y físicos.
Para ser efectivos para una amplia gama de usuarios, los monitores deben ser portátiles, cómodos y capaces de detectar movimientos sutiles para lograr un alto nivel de precisión.
"Sin un sensor inteligente, el monitoreo a largo plazo no sería práctico en un entrenamiento o terapia", dijo Qijia Shao, un estudiante de doctorado en Dartmouth que trabajó en el estudio. "Esta tecnología elimina la necesidad de profesionales las 24 horas del día".observación."
Si bien las tecnologías de monitoreo de las articulaciones del cuerpo ya existen, pueden requerir una fuerte instrumentación del entorno o sensores rígidos. Otros monitores de textiles electrónicos requieren dispositivos electrónicos integrados, algunos solo logran resultados de baja resolución.
El equipo de Dartmouth se centró en aumentar la capacidad de detección y la confiabilidad, mientras usaba telas de bajo costo sin necesidad de sensores eléctricos adicionales. El enfoque minimalista se centró en telas en el rango de $ 50.
"Por menos del precio de algunas sudaderas, los médicos y entrenadores pueden tener acceso a un sistema de detección de tejido inteligente que podría ayudarlos a mejorar el rendimiento deportivo o la calidad de vida", dijo Shao.
Para diseñar el monitor portátil, el equipo usó una tela hecha de nylon, fibra elástica e hilos chapados con una fina capa de plata para la conductividad. Los prototipos fueron diseñados en dos tamaños y equipados con un microcontrolador que se puede desmontar fácilmente para recibirdatos sobre la resistencia de la tela. El microcontrolador se puede miniaturizar aún más en el futuro para caber dentro de un botón.
El sistema se basa en los tejidos elásticos para detectar la deformación de la piel y los tejidos de presión para detectar la presión durante el movimiento de la articulación. En función de esta información, determina el ángulo de rotación de la articulación a través de cambios en la resistencia. Cuando una articulación se envuelve con el tejido conductorpuede sentir movimiento articular
En una prueba con diez participantes, el prototipo logró un error medio muy bajo de 9.69º en la reconstrucción de los ángulos de la articulación del codo. Este nivel de precisión sería útil para aplicaciones de rehabilitación que limitan el rango para el movimiento articular del paciente. El tejido también recibió un altomarcas de probadores para mayor comodidad, flexibilidad de movimiento y facilidad de uso.
Los experimentos también mostraron que la tela es completamente lavable con solo una pequeña cantidad de deterioro en la efectividad.
"Los probadores incluso vieron esto para usarlo en actividades con altos rangos de movimiento, como yoga o gimnasia. Todos los participantes dijeron que estarían dispuestos a comprar un sistema de ese tipo por el precio relativamente económico", dijo Zhou, quien codirigeDartmouth's DartNets Lab.
Si bien el prototipo solo se diseñó para la articulación del codo, demuestra el potencial para controlar la rodilla, el hombro y otras articulaciones importantes en atletas y pacientes de fisioterapia. Los modelos futuros también se cortarán para un mejor ajuste para reducir las arrugas de la tela que puedenrendimiento de detección de impacto. El equipo también medirá el impacto del sudor en el rendimiento de detección.
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Materiales proporcionados por Dartmouth College . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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