211service.com
Future Wearables: Inteligentne legginsy mierzą zmęczenie mięśni u biegaczy
Urządzenia ubieralne zmieniają sposób, w jaki ludzie myślą o swoim życiu i stylu życia. Inteligentne zegarki zmieniają sposób, w jaki wchodzimy ze sobą w interakcję, urządzenia do śledzenia aktywności zmieniają sposób, w jaki ćwiczymy, a aparaty do noszenia zmieniają naturę pamięci.
Czego więc możemy się spodziewać po nowej generacji ubieralnych urządzeń elektronicznych?
Dzisiaj otrzymujemy swego rodzaju odpowiedź dzięki pracy Rogera Ribasa Manero i kumpli z King’s College London. Opracowali urządzenie do noszenia, które mierzy zmęczenie mięśni podczas aktywności takich jak bieganie, po raz pierwszy było to możliwe poza laboratorium.
Z wielu powodów zmęczenie mięśni zawsze było trudne do zmierzenia. Po pierwsze, najczulsza metoda polega na włożeniu cienkiego drutu do mięśnia, aby zmierzyć elektryczną stymulację nerwów i określić siłę, jaką mięsień może wywierać. Gdy mięśnie się męczą, siła ta spada, podobnie jak sygnał elektryczny.
Jest inne, bardziej elastyczne podejście. Ma to na celu użycie elektrod na powierzchni skóry do monitorowania aktywności elektrycznej nerwów poniżej. Problem z tą metodą polega na tym, że elektrody muszą być starannie umieszczone, co jest trudne dla osób, które nie mają przeszkolenia medycznego.
Ale żadna technika nie jest idealna do pomiaru zmęczenia mięśni w zwykłych warunkach, ponieważ urządzenia te mogą kosztować dziesiątki tysięcy dolarów i w żadnym wypadku nie mogą być używane poza laboratorium.
Teraz Ribas Manero i spółka opracowali znacznie tańszą i bardziej elastyczną alternatywę. Ich pomysł polega na wyhaftowaniu zwykłych legginsów typu pair runner z elektrodami i obwodami, które łączą się z przenośnym mikroprocesorem Arduino. To następnie zbiera i analizuje dane dotyczące stymulacji elektrycznej.
Ten obwód jest podwójnie szyty w zygzakowaty wzór, aby umożliwić rozciąganie. Całe urządzenie jest zasilane akumulatorem 7,5 V.
Ma to znaczną przewagę dla użytkowników niebędących ekspertami. Wyszywany wzór obwodu zapewnia, że legginsy automatycznie umieszczają elektrody we właściwych miejscach anatomicznych podczas ich noszenia. Tak więc użytkownik nie potrzebuje doświadczenia medycznego, aby je ustawić. A obwody są stosunkowo tanie i łatwe w produkcji.
Zespół sprawdził legginsy, prosząc dwóch biegaczy, aby je nosili podczas biegania po pięciokilometrowych trasach po trzech różnych nawierzchniach – torze asfaltowym, torze lekkoatletycznym i torze piaskowym. Legginsy rejestrowały aktywność mięśni przez cały czas.
Wyniki stanowią ciekawą lekturę. Dane wyraźnie pokazują, jak mięśnie nóg biegacza zaczynają intensywniej pracować, szybko się męczą po minucie lub dwóch, a następnie nabierają drugiego wiatru, zanim znów się zmęczą. Jednak to zmęczenie następuje szybko na piasku, wolniej na asfalcie, a najrzadziej na torze lekkoatletycznym.
Należy się tego spodziewać, ponieważ niestabilność piasku utrudnia bieganie. Ale to pierwszy raz, kiedy taki eksperyment został przeprowadzony na zewnątrz. I może zmienić sposób, w jaki sportowcy analizują sposób, w jaki biegają.
Każdy biegacz ma nadzieję na rywalizację bez kontuzji, ale zmęczenie mięśni sprawia, że jest to znacznie bardziej prawdopodobne. Tak więc sposób mierzenia i ujawniania zmęczenia w czasie rzeczywistym może mieć duży wpływ na metody treningowe i techniki biegania. [Dane] sugerują, że bieganie po piasku zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia RRI w porównaniu z nawierzchnią asfaltową i lekkoatletyczną, mówi Ribas Manero i spółka.
Co więcej, lepsze zrozumienie, w jaki sposób mięśnie wywierają siłę, może pomóc w zaprojektowaniu lepszej protezy biomechanicznej i zrozumieniu zapotrzebowania na moc dla robotów dwunożnych.
I może zapoczątkować nową erę technologii noszenia, które monitorują nie tylko liczbę kroków, które wykonuje osoba, ale także mięśnie wytężone w tym procesie i stopień ich zmęczenia. Dlatego inteligentne legginsy mogą być kolejną wielką technologią do noszenia.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1602.04841 : Poręczne, haftowane urządzenie wykrywające aktywność mięśni dla ludzkiej górnej części nogi