Udoban prsluk sa senzorima popravlja krivo držanje za računalom

U izradi samonapajajuće tkanine upotrebljeni su triboelektrični nanogeneratori koji koriste kretanje za prikupljanje energije potrebne za napajanje senzora za praćenje položaja

Mladen Smrekar ponedjeljak, 11. srpnja 2022. u 16:53

Držanje je važan element zdravlja; kronični bolovi, stalna nelagoda, pogrbljenost ili iskrivljenost tijela, sve su to posljedice dugotrajnog lošeg držanja. Uz to, loše držanje povećava mogućnost kardiovaskularnih bolesti, problema s vidom, moždanog udara i bolesti mišićno-koštanog sustava. 

Triboelektrični nanogeneratori

Kako bi se izbjegli ti problemi i poboljšalo zdravlje onih koji dane provode sjedeći, istraživači su stvorili udobnu, dugotrajnu samonapajajuću tkaninu koja se može kombinirati sa senzorima za pomoć u ispravljanju držanja u stvarnom vremenu.

Integrirani algoritam strojnog učenja analizira informacije prikupljene senzorima i isporučuje trenutnu povratnu informaciju
Integrirani algoritam strojnog učenja analizira informacije prikupljene senzorima i isporučuje trenutnu povratnu informaciju

U izradi samonapajajuće tkanine upotrebljeni su triboelektrični nanogeneratori (TENG) koji koriste kretanje za prikupljanje energije potrebne za napajanje senzora za praćenje položaja. Integrirani algoritam strojnog učenja analizira informacije prikupljene senzorima i može isporučiti trenutnu povratnu informaciju, obavještavajući korisnika kada treba promijeniti način sjedenja.

Tehnologija je opisana u radu koji je nedavno objavljen u časopisu Nano Research.

Fleskibilno, savitljivo, rastezljivo

Ova neobična tkanina izrađena je pletenjem najlonskih i vodljivih vlakana. Vlakna se rastežu i skupljaju kako se korisnik pomiče. Stalno kretanje i kontakt dvaju vlakana stvaraju električnu energiju, fenomen poznat kao kontaktna elektrifikacija.

Tkanina se lako rasteže, izdržljiva je, periva i prozračna te se može udobno nositi dulje vrijeme. 

Tkanina ispravlja držanje, elastična je, periva i prozračna te se može udobno nositi dulje vrijeme
Tkanina ispravlja držanje, elastična je, periva i prozračna te se može udobno nositi dulje vrijeme

"Fleksibilnost, rastezljivost i sposobnost savijanja utječu na udobnost nosivih senzora, ali i funkcionalnost tkanine", objašnjava Zhong Lin Wang, predstojnik Fakulteta za znanost i inženjerstvo materijala Hightower i profesor na Institutu za tehnologiju Georgia. "Tkanina pokazuje dobru rastezljivost zahvaljujući svojoj strukturi pletiva, što također povećava njen učinak i proizvodi veći napon."

Zhong Lin Wang, predstojnik Fakulteta za znanost i inženjerstvo materijala Hightower i profesor na Institutu za tehnologiju
Zhong Lin Wang, predstojnik Fakulteta za znanost i inženjerstvo materijala Hightower i profesor na Institutu za tehnologiju

Senzori i algoritmi

Senzori su ušiveni izravno u tkaninu duž vratne, torakalne i lumbalne kralježnice. Ovi položaji pomažu u prikupljanju podataka o najčešćim pogrbljenim položajima.

Senzorima prikupljene podatke tumači algoritam strojnog učenja  koji obrađuje i klasificira informacije o položaju sjedenja i prati ispravljanje držanja. Ovaj sustav može točno prepoznati držanje korisnika u 96,6% slučajeva.

Senzori su ušiveni izravno u tkaninu duž vratne, torakalne i lumbalne kralježnice
Senzori su ušiveni izravno u tkaninu duž vratne, torakalne i lumbalne kralježnice

Istraživači se nadaju da će ovaj samonapajajući prsluk pomoći studentima i ljudima koji se bave sjedilačkim poslovima da izbjegnu bol, nelagodu i dugoročne zdravstvene probleme.