I pantaloni intelligenti monitorano l'attività fisica

Jun 03, 2023

25 luglio 2023 Conn Hastings Geriatria, Materiali, Chirurgia ortopedica, Riabilitazione, Medicina dello sport

Gli ingegneri dell'Università Federale dell'Espirito Santo in Brasile hanno sviluppato pantaloni intelligenti in grado di monitorare in modo non invasivo i movimenti fisici e fornire aggiornamenti agli operatori sanitari se le persone di cui si prendono cura mostrano segni di disagio. Questa applicazione potrebbe essere molto utile per le persone che monitorano i pazienti anziani nelle strutture sanitarie. La tecnologia potrebbe anche essere applicabile al monitoraggio e alla quantificazione dei movimenti, come l’ampiezza del movimento, per i pazienti sottoposti a riabilitazione fisica. I pantaloni contengono una serie di cavi in ​​fibra ottica e un'unità di acquisizione del segnale che può essere portata nella tasca dei pantaloni. Quando i cavi ottici vengono piegati dal movimento di chi lo indossa, il segnale ottico viene alterato, fornendo un segnale misurabile. Il sistema include anche algoritmi di apprendimento automatico che interpretano i segnali ottici come movimenti diversi e classificano l’andatura.

Le persone anziane possono sperimentare cadute e altre emergenze sanitarie, che richiedono il monitoraggio da parte degli operatori sanitari. Tuttavia, ciò può essere difficile da raggiungere poiché è impossibile sorvegliare queste persone tutto il giorno e l’installazione di telecamere nelle camere da letto, ad esempio, potrebbe creare seri problemi di privacy. Sviluppare un modo non invasivo per monitorare i movimenti di qualcuno sarebbe molto utile in tali circostanze. Quest’ultima tecnologia mira a raggiungere questo obiettivo attraverso un paio di pantaloni intelligenti in grado di tracciare e identificare i movimenti in modo non intrusivo.

“I nostri pantaloni intelligenti in fibra ottica polimerica possono essere utilizzati per rilevare attività come sedersi, accovacciarsi, camminare o calciare senza inibire i movimenti naturali”, ha affermato Arnaldo Leal-Junior, un ricercatore coinvolto nello studio. “Questo approccio evita i problemi di privacy derivanti dai sistemi basati su immagini e potrebbe essere utile per monitorare i pazienti anziani a casa o misurare parametri come l’ampiezza di movimento nelle cliniche di riabilitazione”.

I ricercatori descrivono la tecnologia come un “tessuto fotonico” e contiene una rete di fibre ottiche trasparenti realizzate in polimetilmetacrilato di appena 1 millimetro di diametro. I pantaloni contengono 30 punti di misurazione in ciascuna gamba, consentendo al sistema di caratterizzare un'ampia gamma di movimenti.

"I sensori in fibra ottica presentano numerosi vantaggi, tra cui il fatto che sono immuni alle interferenze elettriche o magnetiche e possono essere facilmente integrati in diversi accessori di abbigliamento grazie alla loro compattezza e flessibilità", ha affermato Leal-Junior. “Basare il dispositivo su un sensore di variazione di potenza ottica multiplex rende inoltre l’approccio di rilevamento a basso costo e altamente affidabile”.

Finora, i ricercatori hanno testato la tecnologia su volontari umani che l’hanno messa alla prova eseguendo una varietà di movimenti fisici tra cui camminare, accovacciarsi, sedersi su una sedia e calciare. Il sistema potrebbe identificare questi movimenti con facilità.

"Questa ricerca dimostra che è possibile sviluppare sistemi di rilevamento indossabili a basso costo utilizzando dispositivi ottici", ha affermato Leal-Junior. «Dimostriamo anche che nuovi algoritmi di apprendimento automatico possono essere utilizzati per estendere le capacità di rilevamento dei tessuti intelligenti e possibilmente consentire la misurazione di nuovi parametri».

Studio sulla rivista Biomedical Optics Express: POF Smart Pants: un tessuto intelligente integrato in fibra ottica completamente portatile per il monitoraggio remoto della biomeccanica degli arti inferiori

Via: Ottica

Conn Hastings

Conn Hastings ha conseguito un dottorato di ricerca presso il Royal College of Surgeons in Irlanda per il suo lavoro nel campo della somministrazione di farmaci, studiando il potenziale degli idrogel iniettabili per fornire cellule, farmaci e nanoparticelle nel trattamento del cancro e delle malattie cardiovascolari. Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca e aver completato un anno di ricerca post-dottorato, Conn ha intrapreso una carriera nell'editoria accademica, prima di diventare scrittore ed editore scientifico a tempo pieno, combinando la sua esperienza nell'ambito delle scienze biomediche con la sua passione per la comunicazione scritta.