Автономный программируемый компьютер с эластичным волокном для мониторинга состояния здоровья в режиме реального времени

Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс

Исследователи Массачусетского технологического института разработали автономный программируемый компьютер в форме эластичного волокна, который может отслеживать состояние здоровья и физическую активность, предупреждая пользователя о потенциальных рисках для здоровья в режиме реального времени. Одежда, содержащая волоконный компьютер, была удобной, ее можно было стирать в машине, а волокна были почти незаметны для владельца, сообщают исследователи.

В отличие от систем мониторинга на теле, известных как «носимые устройства», которые расположены в одной точке, например, на груди, запястье или пальце, ткани и одежда имеют преимущество, заключающееся в контакте с большими участками тела, близкими к жизненно важным органам. Таким образом, они предоставляют уникальную возможность измерить и понять физиологию и здоровье человека.

Оптоволоконный компьютер содержит ряд микроустройств, включая датчики, микроконтроллер, цифровую память, модули Bluetooth, оптические средства связи и батарею, составляющие все необходимые компоненты компьютера в одном эластичном волокне.

Исследователи добавили четыре волоконных компьютера к топу и паре леггинсов, причем волокна проходили вдоль каждой конечности. В их экспериментах каждый независимо программируемый оптоволоконный компьютер управлял моделью машинного обучения, которая была обучена автономно распознавать упражнения, выполняемые пользователем, в результате чего средняя точность составляла около 70 процентов.

Удивительно, но как только исследователи позволили отдельным оптоволоконным компьютерам обмениваться данными между собой, их коллективная точность возросла почти до 95 процентов.

"Наши тела каждую секунду передают гигабайты данных через кожу в виде тепла, звука, биохимических веществ, электрических потенциалов и света, и все они несут информацию о нашей деятельности, эмоциях и здоровье. К сожалению, большая часть — если не вся — этих данных поглощается, а затем теряется в одежде, которую мы носим. Разве не было бы здорово, если бы мы могли научить одежду улавливать, анализировать, хранить и передавать эту важную информацию в форме ценной информации о здоровье и активности?" сказал старший автор Йоэль Финк, профессор материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, главный исследователь Исследовательской лаборатории электроники (RLE) и Института солдатских нанотехнологий (ISN).

Использование оптоволоконного компьютера для оценки состояния здоровья и предотвращения травм вскоре также подвергнется серьезным испытаниям в реальных условиях. Военнослужащие армии и флота США проведут месячную зимнюю исследовательскую миссию в Арктике, охватив 1000 километров при средней температуре -40 °F. Десятки рубашек из мериносовой сетки с волоконными компьютерами будут предоставлять в режиме реального времени информацию о здоровье и активности людей, участвующих в этой миссии под названием Musk Ox II.

"В не столь отдаленном будущем оптоволоконные компьютеры позволят нам запускать приложения и получать ценные услуги здравоохранения и безопасности, используя простую повседневную одежду. Мы рады увидеть проблески этого будущего в предстоящей арктической миссии через наших партнеров в армии, флоте и DARPA США. Помогать обеспечить безопасность наших военнослужащих в самых суровых условиях - это честь и привилегия", - сказал Финк.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Эбби Абазориусом по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.; 617-253-2709.