检测疲惫在体力活动与聪明的运动服装

苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一个电子纱能够精确地衡量一个人的身体动作。直接集成到运动服装或工作服装、纺织传感器预测佩戴者的疲惫在体力活动水平。

疲惫使我们更容易受伤,当我们行使或执行物理任务。苏黎世联邦理工学院的一个研究小组由卡洛•梅农教授的移动医疗技术,已经开发出一种纺织的传感器,实时测量如何耗尽一个人在体力活动。测试新的传感器,他们整合成一双运动紧身裤。只需瞥一眼自己的智能手机,测试人员可以看到当他们到达极限,如果他们应该休息一下。新技术发表在杂志上先进材料。

这项发明,苏黎世联邦理工学院申请了一项专利,可以为新一代的智能服装:目前市场上的很多产品有电子元件如传感器、电池或芯片翻新。除了推高价格,这使得这些文章很难制造和维护。

对比,ETH研究人员的可伸缩的传感器可以直接集成到材料纤维弹性,贴身的运动服或工作服装。这使得大规模生产更容易和便宜。梅农突出了另一个好处:“由于传感器位于靠近身体,我们可以捕捉身体动作佩戴者甚至没有注意到非常精确。”

一个非凡的纱

当人们累了的时候,他们移动)吃饭也不例外:进步缩短,变得不那么普通。利用新的传感器,它是由一种特殊类型的纱线,ETH研究者可以测量这一效应。

它的所有由于纱线的内部是由导电纤维,弹性橡胶。研究人员用刚性连接,穿着薄薄的一层塑料,成螺旋围绕这个内在的纤维。”这两种纤维作为电极和创建一个电场。他们一起组成一个电容器,可以举行电荷泰勒说:“卡斯伯特,一个博士后在梅农的小组,在研究和发展中起重要作用的发明导致了。

智能运行的紧身裤

缝合纱线到一对弹性的大腿部分运行紧身裤意味着它将伸展和放松在一定节奏的佩戴者。每个动作改变两个纤维之间的差距,从而也电场和电容器的电荷。

在正常情况下,这些费用波动会太小,很多帮助测量身体的运动。然而,这种纱的属性除了正常:“不像其他大多数材料,我们实际上变厚拉伸时,”卡斯伯特说。因此,纱线是最小的运动更加敏感。拉伸它甚至有点产生明显的可测量的波动在传感器的电荷。这使得它可以测量和分析甚至在跑步方式微妙的变化。

但是该如何被用来决定一个人的疲惫?在先前的研究中,卡斯伯特和梅农观察一系列的测试人员,他们跑穿着运动紧身裤配备类似的传感器。他们记录了电子信号改变的跑步者越来越累。他们的下一个步骤是将这种模式转变成一个模型能够预测运动员的疲惫现在可以用于新型纺织传感器。但是确保模型可以准确的预测在实验室需要很多额外的测试和大量的步态模式的数据。

纺织天线的无线数据传输

使纺织传感器发送电信号无线智能手机,研究人员装备用导电纱线制成的环形天线,也是直接在紧身裤缝。“一起,传感器和天线形成一个电路完全集成到项目的衣服,”瓦加利说,博士生在梅农的小组。

柔性传感器的电信号传播到天线,它传输在一定频率被智能手机阅读的能力。佩戴者和传感器移动时,创建一个信号模式不断波动的频率,然后一个智能手机应用实时记录和评估。但研究人员仍然有相当多的开发工作来实现这一点。

应用包括运动和工作场所

目前,研究人员正致力于把原型转化成市场化产品。为此,他们正在申请苏黎世联邦理工学院的一个受欢迎的先锋奖学金。“我们的目标是让智能服装的制造成本效益,从而使它可用于更广泛的公众,“Menon说。他认为体育之外的潜在的应用延伸到工作场所防止exhaustion-related损伤,以及康复医学。