Автономный программируемый эластичный волоконный компьютер для мониторинга здоровья в реальном времени

Массачусетский технологический институт, Кембридж, штат Массачусетс

Исследователи плетют волоконный компьютер с комбинацией металлических и текстильных нитей. Покрытие волоконного компьютера традиционными нитями позволяет легко интегрировать его в ткани и текстиль. (Изображение: Гамильтон Охой, IFM)

Исследователи MIT разработали автономный программируемый компьютер в форме эластичного волокна, который может мониторить состояния здоровья и физическую активность, предупреждая носителя о потенциальных рисках для здоровья в реальном времени. Одежда, содержащая волоконный компьютер, была комфортной и поддающейся машинной стирке, а волокна были почти невоспринимаемы для носителя, сообщают исследователи.

В отличие от систем мониторинга на теле, известных как "носимые устройства", которые расположены в одной точке, как грудь, запястье или палец, ткани и одежда имеют преимущество контакта с большими областями тела близко к жизненно важным органам. Как таковые, они представляют уникальную возможность измерять и понимать человеческую физиологию и здоровье.

Волоконный компьютер содержит серию микроприборов, включая сенсоры, микроконтроллер, цифровую память, Bluetooth модули, оптические коммуникации и батарею, составляя все необходимые компоненты компьютера в одном эластичном волокне.

Исследователи добавили четыре волоконных компьютера к футболке и паре леггинсов, с волокнами, идущими вдоль каждой конечности. В их экспериментах каждый независимо программируемый волоконный компьютер управлял моделью машинного обучения, обученной автономно распознавать упражнения, выполняемые носителем, в результате чего средняя точность составила около 70 процентов.

Удивительно, как только исследователи позволили отдельным волоконным компьютерам общаться между собой, их коллективная точность увеличилась до почти 95 процентов.

"Наши тела транслируют гигабайты данных через кожу каждую секунду в виде тепла, звука, биохимических веществ, электрических потенциалов и света, все несут информацию о наших активностях, эмоциях и здоровье. К сожалению, большинство — если не все — из этого поглощается и затем теряется в одежде, которую мы носим. Не было бы здорово, если бы мы могли научить одежду захватывать, анализировать, хранить и коммуницировать эту важную информацию в форме ценных инсайтов о здоровье и активности?" — сказал старший автор Йоэл Финк, профессор материаловедения и инженерии в MIT, главный исследователь в Лаборатории исследований электроники (RLE) и Институте солдатских нанотехнологий (ISN).

Использование волоконного компьютера для понимания состояний здоровья и помощи в предотвращении травм скоро пройдет значительный реальный тест. Солдаты США Армии и Флота будут проводить месячную зимнюю исследовательскую миссию в Арктику, покрывая 1000 километров в средних температурах -40 °F. Десятки базовых слоев мерсиновых мешковых рубашек с волоконными компьютерами будут предоставлять информацию в реальном времени о здоровье и активности участников этой миссии, называемой Musk Ox II.

"В не так далеком будущем волоконные компьютеры позволят нам запускать приложения и получать ценные услуги здравоохранения и безопасности от простой повседневной одежды. Мы взволнованы увидеть глипсы этого будущего в предстоящей арктической миссии через наших партнеров в США Армии, Флоте и DARPA. Помочь сохранить наших военнослужащих в безопасности в самых суровых средах — честь и привилегия", — сказал Финк.

Для получения дополнительной информации, свяжитесь с Эбби Абазориус по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 617-253-2709.