Τι θα γινόταν αν οι πάτοι σας μπορούσαν να κάνουν περισσότερα από το να εξασφαλίζουν άνεση στα πόδια σας; Φανταστείτε ένα ζευγάρι που θα μπορούσε να παρακολουθεί τις κινήσεις σας, να βοηθά τους αθλητές να αποφεύγουν τους τραυματισμούς ή ακόμη και να βοηθά τους γιατρούς στην παρακολούθηση της ανάρρωσης.
Μια νέα μελέτη από επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ και την εταιρεία τεχνολογίας TG0, φαίνεται να φέρνει αυτήν την ιδέα πιο κοντά στην πράξη.
Η ομάδα των ερευνητών σχεδίασε με επιτυχία ένα νέο έξυπνο σύστημα πάτου που μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια την αλληλεπίδραση του σώματος με το έδαφος, ανοίγοντας νέες δυνατότητες στην αθλητική επιστήμη και την υγειονομική περίθαλψη μέσω της μέτρησης των δυνάμεων αντίδρασης του εδάφους (GRF).
Τα δεδομένα αυτά είναι ζωτικής σημασίας για την αθλητική επιστήμη, την αποκατάσταση, ακόμη και την πρόληψη τραυματισμών, αλλά μέχρι τώρα, η καταγραφή τους εκτός εργαστηρίου ήταν σχεδόν αδύνατη.
Επί του παρόντος, οι ερευνητές και οι επαγγελματίες υγείας χρησιμοποιούν δυναμοδάπεδα για τη μέτρηση των GRF, που είναι μεγάλα, ακριβά μηχανήματα που δεν μπορούν να παρακολουθήσουν την κίνηση σε καθημερινά περιβάλλοντα.
Οι σόλες TG0 Smart Insole που κατασκευάστηκαν από τους ερευνητές διαθέτουν ενσωματωμένους αισθητήρες πίεσης και μια μονάδα αδρανειακής μέτρησης (IMU) για την παρακολούθηση της πίεσης και της κίνησης του ποδιού με εντυπωσιακή ακρίβεια.
Σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη (AI), μπορούν να προβλέψουν τις δυνάμεις αντίδρασης του εδάφους με ποσοστό σφάλματος μόλις 4,16%, καθιστώντας τα έναν από τους πιο ακριβείς φορητούς ανιχνευτές κίνησης που είναι διαθέσιμοι. Οι προηγούμενες μέθοδοι, όπως οι αισθητήρες κίνησης ή τα πέλματα πίεσης, είχαν συνήθως ποσοστά σφάλματος που κυμαίνονταν από 8% έως 20%.
Τα έξυπνα πέλματα είναι εξοπλισμένα με ενσωματωμένη μπαταρία που υποστηρίζει περίπου οκτώ ώρες συνεχούς συλλογής δεδομένων. Τα πέλματα επικοινωνούν με έναν δέκτη που βασίζεται σε υπολογιστή (USB dongle) μέσω Bluetooth χαμηλής ενέργειας (BLE). Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, όλα τα δεδομένα που συλλέγονται αποθηκεύονται σε μορφή αρχείου CSV με ηλεκτρονικές χρονοσφραγίδες στον υπολογιστή του χρήστη μέσω της διεπαφής χρήστη.
Εφαρμογές έξυπνων παπουτσιών:
- Αθλητικές επιδόσεις και πρόληψη τραυματισμών -- Οι αθλητές μπορούν να παρακολουθούν την κίνησή τους, να βελτιστοποιούν την προπόνηση και να μειώνουν τον κίνδυνο τραυματισμών.
- Υγειονομική περίθαλψη και αποκατάσταση -- Οι γιατροί και οι φυσιοθεραπευτές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα πέλματα για την παρακολούθηση των ασθενών που αναρρώνουν από τραυματισμούς ή προβλήματα κινητικότητας.
- Φορητή τεχνολογία και έρευνα -- Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα από τα πέλματα για να προωθήσουν την αθλητική επιστήμη και την έρευνα εμβιομηχανικής.
Ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης ο δρ Dinghuang Zhang, από τη Σχολή Πληροφορικής του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ και ερευνητικός συνεργάτης στο TG0, εξήγησε: «Θέλαμε να δημιουργήσουμε μια προσιτή και φορητή εναλλακτική λύση στον ακριβό εργαστηριακό εξοπλισμό. Αυτά τα πέλματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αθλητές να βελτιώσουν την απόδοσή τους, να βοηθήσουν τους γιατρούς στην αποκατάσταση, ακόμη και να βοηθήσουν τους ανθρώπους να παρακολουθούν την κίνησή τους για λόγους γενικής υγείας».
Η ανάπτυξη των έξυπνων πάτων από την TG0 προέκυψε ως ιδέα από την επιτακτική ανάγκη να βελτιωθεί η φροντίδα των διαβητικών ποδιών. Οι άνθρωποι που ζουν με διαβήτη υποφέρουν συχνά από περιφερική νευροπάθεια, που οδηγεί σε μειωμένη αίσθηση στα πόδια τους και σε αυξημένο κίνδυνο έλκους στα πόδια. Εάν δεν αντιμετωπιστούν, τα έλκη αυτά μπορεί να οδηγήσουν σε σοβαρές λοιμώξεις και, σε ορισμένες περιπτώσεις, σε ακρωτηριασμούς.
Με την ενσωμάτωση της τεχνολογίας χαρτογράφησης πίεσης σε πάτους, η TG0 στοχεύει στην έγκαιρη ανίχνευση των περιοχών υψηλής πίεσης, επιτρέποντας στους ασθενείς και τους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης να λαμβάνουν προληπτικά μέτρα.
