Осанка – важная составляющая здоровья. Длительное нарушение осанки, например, сутулость или наклоны в одну сторону, может привести к боли и дискомфорту. Также было доказано, что она повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, проблем со зрением, инсультов и заболеваний опорно-двигательного аппарата. Необходимы решения, которые помогут людям исправить осанку, чтобы предотвратить эти проблемы и улучшить здоровье студентов и людей с сидячей работой. Существующие решения для мониторинга имеют ограничения, которые препятствуют их широкому распространению. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали удобную и прочную автономную ткань, которая может быть соединена с датчиками для коррекции осанки в режиме реального времени.
Самостоятельная ткань была разработана с применением трибоэлектрических наногенераторов (TENGs), которые используют движение для сбора энергии, необходимой для питания датчиков контроля осанки. Данные, собранные датчиками, обрабатываются встроенным алгоритмом машинного обучения, который может обеспечить немедленную обратную связь, предупреждая пользователя о необходимости исправить осанку.
Технология была описана в статье, опубликованной в журнале Nano Research.
“В повседневной жизни люди часто сидят в различных неудобных позах, что приводит к боли и дискомфорту. Эта “сидячая болезнь” может быть облегчена, если люди смогут контролировать свою осанку в режиме реального времени, надевая определенный тип умной текстильной одежды. С помощью разработанного нами автономного жилета для мониторинга осанки, пользователи могут отслеживать изменения своей осанки на экране и вносить необходимые коррективы”, — рассказывает автор статьи Цай Дун, младший научный сотрудник Пекинского института наноэнергетики и наносистем при Китайской академии наук.
Специальная ткань создана путем вязания нейлонового волокна с проводящим волокном. Она легко растягивается, прочная, моющаяся и дышащая, и ее можно комфортно носить в течение длительного времени. Это делает ее идеальной для долгосрочного мониторинга осанки. По словам автора Чжун Линь Ванга, председателя Школы материаловедения и инженерии Хайтауэра и профессора регентов Технологического института Джорджии в США, такие факторы, как долговечность и комфорт, важны для того, как люди используют умный текстиль. Непрерывное движение и контакт между двумя волокнами производит электричество – явление, известное как контактная электризация.
Помимо удобства ткани, еще одним важным аспектом является надежность контроля осанки. Датчики вшиты непосредственно в ткань в местах, расположенных вдоль шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. Эти позиции помогают собирать данные о наиболее распространенных позах сутулости, например, о позе сгорбленности. Данные, собранные датчиками, затем интерпретируются алгоритмом машинного обучения, который обрабатывает информацию о том, как сидит пользователь, классифицирует его позу и отслеживает, как он исправляет свою позу при появлении соответствующего запроса. Эта система способна точно распознать позу пользователя в 96,6% случаев, отметили ученые.
