«Умную» одежду, снимающую биометрические показатели хозяина, разработали ученые Южного федерального университета совместно с лабораторией умной одежды Центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине» Самарского государственного медицинского университета. Технология пригодится в занятиях спортом, реабилитации больных, игровой индустрии и даже подготовке космонавтов. О проекте рассказал профессор, доктор технических наук, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Нейроэлектроника и мемристивные наноматериалы» ЮФУ Виктор Борисович Казанцев на круглом столе «Носимая электроника с искусственным интеллектом» 26 сентября в рамках форума «Микроэлектроника».
Для считывания биометрических показателей широко используются носимые гаджеты, такие как смарт-часы. Однако, как отметил В.Б. Казанцев, эти устройства могут собирать лишь локальную информацию, а их точность ограничена. Поэтому исследователи предложили использовать для этих целей специальную одежду. Стоит отметить, что созданные учеными вещи — в текущем варианте это штаны и майка с длинным рукавом — можно стирать, несмотря на то что они начинены электроникой.
«Идея заключается в том, чтобы сделать одежду инструментом для получения биометрической информации, а в некоторых случаях — применения этой же самой электроники <…> для воздействия на разные функции человека в различных точках его тела. Сюда относятся информационные воздействия, а также различные стимуляции: электрическая, магнитная», — сказал В.Б. Казанцев.
Информация о состоянии организма, считанная одеждой, собирается в специальную базу данных. Для оценки физиологического состояния человека и определения движений его мышц используется искусственный интеллект. Полученные данные могут выводиться на компьютер, смартфон или другое подходящее устройство.
На спортивных тренировках такая система может играть роль тренера: с помощью вибротактильных сенсоров одежда показывает человеку, какие упражнения он выполняет верно, а в каких нужно отточить мастерство. В.Б. Казанцев отметил, что технология использовалась во время подготовки сборной прыгунов на лыжах с трамплина.
«В процессе прыжка <…> очень важно, как работает весь комплекс задействованных в движении мышц, потому что, скажем, если у ног на точке отрыва есть небольшая рассинхронизация, то спортсмена после прыжка начинает закручивать», — пояснил Виктор Борисович Казанцев.
В текущем, предсерийном, варианте и майка, и штаны включают по восемь датчиков электромиографии, позволяющих наблюдать за активностью мышц. Электроды изготовлены не из металла, а из мягкой проводящей резины, что позволяет вшивать их в одежду. Помимо этого, в «умную» одежду могут встраиваться сенсоры сгибания на конечностях, датчики, определяющие положение тела в пространстве (в том числе с помощью акселерометров), а также устройства для вибрационной и электрической стимуляции. В одежде также используются тянущиеся провода: по словам В.Б. Казанцева, они могут растягиваться примерно на 30% своей длины. Блок сбора данных может крепиться на разные части тела человека в зависимости от задачи — например, от вида спорта, которым он занимается. Сейчас костюм проходит апробацию в одном из российских футбольных клубов.
Помимо спорта и фитнеса, разработанная учеными «умная» одежда может применяться в реабилитации — как для оценки восстановления мышц больного, так и для стимуляции. Можно применять технологию и в специализированых сферах — например, подготовке космонавтов и их восстановлении после полетов. Интересное направление применения «умной» одежды ЮФУ недавно начал исследовать совместно с Институтом проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН — совместное использование электромиографии и датчиков положения конечностей для копирующего управления и «очувствления» виртуальных аватаров в компьютерных играх. В.Б. Казанцев добавил, что сейчас клинические испытания проходит ещё одно «умное» устройство, созданное в ЮФУ, — ортез с миографическими датчиками для улучшения реабилитации людей с травмами коленных суставов.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото на превью: скриншот видеозаписи круглого стола «Носимая электроника с искусственным интеллектом» на официальном сайте форума «Микроэлектроника»
Фото на странице: Анастасия Жукова / «Научная Россия», скриншоты видеозаписи круглого стола «Носимая электроника с искусственным интеллектом» на официальном сайте форума «Микроэлектроника».