Розумні устілки, що стежать за здоров'ям

Вчені з Державного університету Огайо розробили унікальну систему розумних устілок, яка здатна revolutionize підхід до персонального моніторингу здоров'я. Інноваційний пристрій, створений дослідницькою групою під керівництвом професора Цзінхуа Лі, складається з 22 мініатюрних датчиків тиску та забезпечує надзвичайно детальний аналіз біомеханічних процесів людського тіла.

Технологія має принципову відмінність від попередніх розробок — вона повністю автономна та самозабезпечувана. Крихітні сонячні панелі, розташовані на верхній частині взуття, генерують електроенергію, яка акумулюється в мініатюрних літієвих батареях. Це дозволяє пристрою працювати безперервно без додаткового зовнішнього живлення.

Ключова особливість системи — використання штучного інтелекту для розпізнавання рухів. Машинне навчання дозволяє пристрою розпізнавати вісім різних станів руху — від статичних (сидіння, стояння) до динамічних (біг, присідання). Унікальність технології полягає в її здатності аналізувати біомеханічні особливості, унікальні для кожної людини, подібно до відбитків пальців.

Розподілені по устілці датчики дозволяють фіксувати найтонші зміни тиску на різних ділянках стопи. Науковці виявили принципові відмінності між тиском під час ходьби та бігу. Під час ходьби тиск розподіляється послідовно — від п'яти до пальців, займаючи близько половини часу руху. При бігу майже всі датчики відчувають одночасне навантаження, причому тривалість контакту скорочується до чверті часу руху.

Потенціал застосування технології надзвичайно широкий. У медичній сфері розумні устілки можуть слугувати інструментом раннього виявлення захворювань. Вони здатні допомогти в діагностиці таких станів, як діабетичні виразки стоп, м'язово-скелетні порушення, зокрема плантарний фасціїт, та навіть неврологічні захворювання, включаючи хворобу Паркінсона.

Дослідники підкреслюють надійність розробки. Випробування показали, що устілки витримують понад 180 000 циклів стиснення та розтиснення без помітного погіршення характеристик. Гнучкі матеріали та продумана конструкція дозволяють використовувати пристрій безперервно, не створюючи дискомфорту для користувача.

Важливою перевагою технології є можливість персоналізованого моніторингу здоров'я. Пристрій може надавати рекомендації щодо корекції постави, запобігання травмам та навіть здійснювати моніторинг реабілітації. У майбутньому такі устілки можуть стати основою для індивідуальних фітнес-тренувань.

Команда дослідників, серед яких Цзінхуа Лі, Ці Ван та інші науковці з Університету Ландчжоу, прогнозує комерційне впровадження технології протягом найближчих трьох-п'яти років. Наступні кроки включатимуть вдосконалення систем розпізнавання рухів та тестування на більш диверсифікованих групах населення.

«Наше тіло містить величезний обсяг корисної інформації, про яку ми навіть не підозрюємо,» — зазначає професор Лі. — «Наша мета — використовувати електронні технології для декодування цих сигналів та заохочення більш свідомого ставлення до власного здоров'я».