Chuyên mục

Liên kết website
Thống kê truy cập
Đang trực tuyến : 79
Tổng truy cập : 57,998

Công Nghệ

Sử dụng sợi phủ cacbon để theo dõi chuyển động trong thời gian thực (01/03/2021)

Các kỹ sư tại trường Đại học Tufts, Hoa Kỳ đã chế tạo được cảm biến từ sợi. Cảm biến này có thể được gắn vào cổ người để đo chuyển động của đầu, cụ thể là hướng, góc quay và mức độ dịch chuyển. Cảm biến mới còn có nhiều ứng dụng như theo dõi thành tích thể thao hoặc tình trạng mệt mỏi của lái xe tải đường dài. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports.

Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của các sợi chỉ phủ mực cacbon thay đổi độ dẫn điện của nó - một đại lượng có thể được sử dụng để tính mức độ biến dạng. Ảnh: Yiwen Jiang / Đại học Tufts.

Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của các sợi chỉ phủ mực cacbon thay đổi độ dẫn điện của nó - một đại lượng có thể được sử dụng để tính mức độ biến dạng. Ảnh: Yiwen Jiang / Đại học Tufts.

Cảm biến từ sợi với kích thước nhỏ và kín đáo nên có thể được sử dụng như miếng dán trên da hoặc dệt vào quần áo. Các nhà nghiên cứu cho rằng cảm biến từ sợi không chỉ theo dõi chuyển động, mà còn được dùng để xác định các chất chuyển hóa trong mồ hôi của một người hoặc phát hiện các khí và hóa chất trong bầu khí quyển. 

Để đánh giá tiềm năng của công nghệ, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các sợi phủ mực cacbon để tạo thành một dấu X nhỏ phía sau cổ của người tham gia thử nghiệm. Người tham gia thực hiện một loạt các chuyển động. Khi sợi uốn cong, biến dạng làm thay đổi dòng điện yếu chạy qua sợi - các chuyển động khác nhau làm thay đổi dòng điện theo nhiều cách. Với mỗi chuyển động được các cảm biến ghi lại, các sợi sẽ gửi tín hiệu đến thiết bị bluetooth, sau đó truyền dữ liệu đến máy tính hoặc điện thoại thông minh. Các nhà khoa học đã sử dụng những thuật toán máy học tinh xảo để tìm hiểu tác động độc đáo của các chuyển động khác nhau đến dòng điện chạy qua sợi. 

Trong thử nghiệm tiếp theo, thuật toán có thể nhanh chóng xác định chuyển động của đầu với độ chính xác lên đến 93% dựa vào dữ liệu điện được chuyển tiếp bởi cảm biến. 

"Đây là minh chứng triển vọng về cách chúng ta có thể tạo ra các cảm biến theo dõi sức khỏe, thành tích và môi trường của chúng ta theo cách không xâm lấn", Yiwen Jiang, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Cần phải nghiên cứu sâu hơn để cải thiện phạm vi và độ chính xác của cảm biến, trong trường hợp này là thu thập dữ liệu từ một mảng sợi lớn thường được đặt cách nhau hoặc sắp xếp theo một mẫu hình và phát triển các thuật toán cải thiện việc định lượng chuyển động có kết nối". 

Các loại cảm biến chuyển động mang theo người khác tính toán chuyển động bên trong bằng cách sử dụng con quay hồi chuyển 3 trục, gia tốc kế và từ kế để phát hiện chuyển động trong thời gian thực. Các cảm biến tính toán chuyển động bên trong thường lớn về kích thước và cồng kềnh. 

Các nhà nghiên cứu cho rằng miếng dán chứa cảm biến từ sợi mới có thể được gắn trên các bộ phận khác nhau của cơ thể để cung cấp phân tích tinh vi về chuyển động và thành tích thể thao của vận động viên. 

Các miếng dán chứa cảm biến cũng có thể được sử dụng để theo dõi chuyển động của người lao động để dự đoán thời điểm họ sắp bị mệt nhằm ngăn ngừa tai nạn lao động tại nơi làm việc. 

Jiang cho rằng: “Nếu chúng ta cải tiến thêm, công nghệ này sẽ có nhiều ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe. Ví dụ, những người nghiên cứu bệnh Parkinson và các bệnh thần kinh cơ khác cũng có thể theo dõi chuyển động của các bệnh nhân trong môi trường bình thường và cuộc sống hàng ngày của họ để thu thập dữ liệu về tình trạng bệnh và đánh giá hiệu quả của liệu pháp”. 

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 25/02/2021

https://vista.gov.vn/news/khoa-hoc-ky-thuat-va-cong-nghe/su-dung-soi-phu-cacbon-de-theo-doi-chuyen-dong-trong-thoi-gian-thuc-3304.html