Un equipo de investigación en ciencias de la computación en Dartmouth College ha producido un tejido inteligente que puede ayudar a los atletas y a los pacientes de fisioterapia a corregir los ángulos de los brazos para optimizar el rendimiento. reducir las lesiones y acelerar la recuperación.

El sistema de detección de tejido propuesto es un flexible, Textil de captura de movimiento que monitorea la rotación de la articulación. El wearable es liviano, bajo costo, lavable y cómodo, lo que lo hace ideal para participantes de todos los niveles de deporte o pacientes que se recuperan de lesiones.

El estudio, publicado en Proceedings of the ACM on Interactive, Móvil, Tecnologías portátiles y ubicuas, se presentará a finales de este año en la conferencia UbiComp 2019 en Londres en septiembre.

"Usamos telas todo el tiempo, por lo que proporcionan el medio perfecto para la detección continua, "dijo Xia Zhou, profesor asociado de informática en Dartmouth. "Este estudio demuestra el alto nivel de rendimiento y precisión que se puede adquirir a través de telas disponibles ".

La monitorización precisa del movimiento de las articulaciones es fundamental para el entrenamiento de rendimiento y la fisioterapia. Para los atletas en los que el ángulo del brazo es importante, desde lanzadores de béisbol hasta jugadores de tenis, la detección a largo plazo puede ayudar a los instructores a analizar el movimiento y proporcionar correcciones de entrenamiento. Para deportistas lesionados, u otros pacientes de fisioterapia, dicho control puede ayudar a los médicos a evaluar la eficacia de los tratamientos médicos y físicos.

Para ser eficaz para una amplia gama de usuarios, los monitores deben ser portátiles, cómodo, y capaz de detectar movimientos sutiles para lograr un alto nivel de precisión.

"Sin un sensor inteligente, El monitoreo a largo plazo no sería práctico en un entrenamiento o terapia, "dijo Qijia Shao, un doctorado estudiante de Dartmouth que trabajó en el estudio. "Esta tecnología elimina la necesidad de observación profesional las 24 horas del día".

Si bien ya existen tecnologías de monitorización de las articulaciones corporales, pueden requerir instrumentación ambiental pesada o sensores rígidos. Otros monitores e-textiles requieren componentes electrónicos integrados, algunos solo logran resultados de baja resolución.

El equipo de Dartmouth se centró en aumentar la capacidad de detección y la confiabilidad, mientras usa bajo costo, tejidos listos para usar sin sensores eléctricos adicionales. El enfoque minimalista se centró en telas en el rango de $ 50.

"Por menos del precio de algunas sudaderas, los médicos y entrenadores pueden tener acceso a un sistema de detección de tejido inteligente que podría ayudarlos a mejorar el rendimiento deportivo o la calidad de vida, "dijo Shao.

Para diseñar el monitor portátil, el equipo utilizó una tela hecha con nailon, Fibra elástica e hilos chapados con una fina capa de plata para mayor conductividad. Los prototipos se adaptaron en dos tamaños y se equiparon con un microcontrolador que se puede separar fácilmente para recibir datos sobre la resistencia de la tela. El microcontrolador se puede miniaturizar aún más en el futuro para que quepa dentro de un botón.

El sistema se basa en las telas elásticas para detectar la deformación de la piel y las telas de presión para detectar la presión durante el movimiento de la articulación. Basado en esta información, determina el ángulo de rotación de la articulación a través de cambios en la resistencia. Cuando una articulación se envuelve con la tela conductora, puede detectar el movimiento de la articulación.

En una prueba con diez participantes, el prototipo logró un error medio muy bajo de 9,69º en la reconstrucción de los ángulos de la articulación del codo. Este nivel de precisión sería útil para aplicaciones de rehabilitación que limitan el rango de movimiento de la articulación del paciente. La tela también recibió altas calificaciones de los probadores por su comodidad, flexibilidad de movimiento y facilidad de uso.

Los experimentos también mostraron que la tela era completamente lavable con solo una pequeña cantidad de deterioro en la efectividad.

"Los evaluadores incluso vieron esto para su uso en actividades con altos rangos de movimiento, como el yoga o la gimnasia. Todos los participantes dijeron que estarían dispuestos a comprar un sistema de este tipo por un precio relativamente económico, "dijo Zhou, quien codirige el laboratorio DartNets de Dartmouth.

Si bien el prototipo solo se diseñó para la articulación del codo, demuestra el potencial para monitorear la rodilla, hombro y otras articulaciones importantes en deportistas y pacientes de fisioterapia. Los modelos futuros también se cortarán para un mejor ajuste y reducir las arrugas de la tela, lo que puede afectar el rendimiento de la detección. El equipo también medirá el impacto del sudor en el rendimiento de la detección.