Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Tìm ra vật liệu biến vải thành thiết bị theo dõi sức khỏe (03/08/2017)

Các nhà khoa học cho biết, có thể vào một ngày nào đó “vải được điện toán hóa” (computerised fabric) có thể biến đổi bất kỳ bộ quần áo hay miếng vải bình thường thành Fitbit – thiết bị theo dõi sức khỏe đã từng được phát triển trước đó.

Loại vải này được làm bằng cảm biến mềm và trải rộng, có thể truyền dữ liệu trên một loạt các chuyển động của cơ thể con người. Công nghệ nhạy cảm cao mới được phát minh có thể được sử dụng để tạo ra những "bộ quần áo thông minh" - trong đó quần áo của bạn giống như các thiết bị số.

Phần lớn các thiết bị đeo/mặc trên người hiện nay đều cứng và không thoải mái, nó còn hạn chế sự vận động của người sử dụng. Cho nên hầu hết các cảm biến được sử dụng để thu thập và truyền dữ liệu trong những thiết bị này. Nhóm các nhà khoa học thuộc Trường Đại học Harvard và Massachusetts đã kết hợp các yếu tố máy tính vào vải để tạo ra một bộ cảm biến mà con người có thể đeo một cách thoải mái.

Cũng như những bộ quần áo thể theo theo dõi sức khỏe, loại vật liệu mới này vào một ngày nào đó có thể giúp theo dõi những chuyển động của con người để chăm sóc sức khoẻ lâu dài. Người ta thực hiện điều này bằng cách tạo thành bộ xương mềm ở bên ngoài bao xung quanh người sử dụng.

Đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Conor Walsh, cho biết: "Chúng tôi thực sự vui mừng về bộ cảm biến này, vì bằng cách tận dụng các sản phẩm dệt trong xây dựng, nó thích hợp cho việc tích hợp với vải để tạo ra những bộ quần áo bằng tay "thông minh".

Giáo sư Donald Ingber, tác giả chính của nghiên cứu, nói thêm: "Công nghệ này mở ra những phương pháp mới để chẩn đoán và các liệu pháp kết hợp trong này chắc chắn sẽ đóng vai trò trung tâm trong việc chăm sóc sức khoẻ tại nhà trong tương lai”.

Công nghệ của nhóm bao gồm một tấm silicone mỏng được kẹp giữa hai lớp vải dẫn điện, tạo ra một thứ được gọi là cảm biến điện dung. Loại cảm biến này có thể theo dõi ngay cả những chuyển động nhỏ nhất bằng cách liên tục theo dõi các dòng điện nhỏ khi chúng đi qua vật liệu.

Vật liệu mới để theo dõi sức khỏe. (Ảnh: Havard).

"Khi chúng ta áp dụng áp lực bằng cách kéo cảm biến từ đầu đến khi kết thúc, lớp silicone trở nên mỏng hơn và các lớp vải truyền dẫn đến gần nhau hơn. Điều này làm thay đổi điện dung của cảm biến, sự thay đổi này tỉ lệ với lượng áp lực. Chúng ta có thể đo lường mức độ thay đổi của cảm biến”, đồng tác giả của nghiên cứu - Tiến sĩ Daniel Vogt cho biết.

Vật liệu mới đủ nhạy cảm để đo mức độ những áp lực vật lý từ ​​các cử động nhỏ hơn nửa milimet, các nhà nghiên cứu cho biết. Để kiểm tra điều này, các nhà nghiên cứu đã tích hợp một bộ cảm biến vải vào bao tay để đo chuyển động tay và ngón tay nhỏ theo thời gian thực.

Các cảm biến đã phát hiện thành công sự thay đổi của điện dung trên từng ngón tay khi chúng di chuyển, đồng thời theo dõi cả các vị trí tương đối theo thời gian.

Đồng tác giả Vanessa Sanchez cho biết: "Chúng ta tạo ra những cảm biến nhạy hơn có nghĩa là chúng có khả năng phân biệt những cử động nhỏ hơn. Ví dụ cảm biến sẽ phát hiện cử động khi người sử dụng di chuyển nhẹ một ngón tay sang một bên, chứ không chỉ là những động tác mạnh như nắm chặt tay lại và thả ra".

Tuy thu được nhiều kết quả nhưng vật liệu mới chỉ là bằng chứng ban đầu về ý tưởng theo dõi sức khỏe mới mẻ. Nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công nghệ linh hoạt này có thể được sử dụng cho các ứng dụng “bắt lấy các chuyển động”khác.

Các ứng dụng này bao gồm trang phục thể thao theo dõi hiệu suất hoặc các thiết bị lâm sàng mềm để theo dõi bệnh nhân trong môi trường y tế.

Đồng tác giả của nghiên cứu - Ozgur Atalay phát biểu trên báo chí: "Công trình này cho thấy kết quả đầy hứa hẹn của việc theo dõi chuyển động của con người trong thể thao. Nó có thể tối ưu hóa hiệu năng, hoặc được sử dụng vào mục đích đào tạo".

“Ví dụ, một người chơi gôn có thể mặc quần áo tích hợp cảm biến để tự tập luyện những tư thế đúng, hoặc vận động viên có thể tối ưu hóa hiệu suất của mình bằng cách học hỏi từ những phản hồi của cảm biến”.

Nguồn:Khampha