Sensor tekstil pintar mengukur gerakan tubuh untuk mendeteksi timbulnya kelelahan

Pembaruan: 11 Agustus 2023

Sensor tekstil pintar mengukur gerakan tubuh untuk mendeteksi timbulnya kelelahan

Para peneliti "mengintegrasikannya ke dalam sepasang legging atletik", menurut universitas tersebut. “Cukup dengan melihat smartphone mereka, penguji dapat melihat kapan mereka mencapai batasnya dan apakah mereka harus istirahat.”

Ini bukan pertama kalinya benang penginderaan kapasitif dibuat, tetapi “benang ini jauh lebih sensitif terhadap gerakan minimal. Meregangkannya sedikit pun menghasilkan fluktuasi yang dapat diukur dengan jelas di Sensor's biaya”, kata peneliti Tyler Cuthbert.

Banyak pekerjaan eksperimental dan teoretis yang dilakukan untuk menemukan struktur yang mencapai karakteristik ini, yang menghasilkan benang di mana satu elektroda adalah elastomer konduktif yang relatif montok (kiri-est), di sekelilingnya kawat tembaga berinsulasi tipis – elektroda lainnya – dililitkan membentuk heliks. Saat ditarik, kawat tembaga menjadi lurus, menggigit elastomer dan menggembungkannya menjadi heliks yang lebih gemuk (tutup kiri).

Menggemukkan saat diregangkan sangat tidak biasa sehingga efeknya memiliki nama sendiri: perilaku 'auxetic'.

“Perubahan kapasitansi berasal dari kombinasi jarak antara elektroda dan kemudian perubahan area antara elektroda,” kata Cuthbert kepada Electronics Weekly. Karakter auxetic menghasilkan interaksi antara dua elektroda dalam bentuk engulfment, yang pada gilirannya menghasilkan area yang lebih besar antara elektroda. Kombinasi yang tepat dari parameter – diameter, helical pitch dan rasio – menghasilkan karakter auxetic. Ini pada gilirannya memungkinkan untuk mencapai sensitivitas yang unggul.

Pemahaman teoretis sedemikian rupa, sehingga tim juga merancang kombinasi heliks dengan perubahan kapasitansi hampir nol saat benang heliks ganda diregangkan.

Rakitan penginderaan terakhir bersifat pasif, dengan terminal penginderaan kapasitor terhubung langsung ke ujung antena loop (benar), yang pada akhirnya akan dipasangkan ke telepon.

Untuk pengujian yang realistis, sensor dijahit ke legging olahraga yang pas (meninggalkan), dengan antena dijahit dengan benang konduktif langsung ke pita limbah.

“Karena sensor terletak sangat dekat dengan tubuh, kami dapat menangkap gerakan tubuh dengan sangat tepat tanpa disadari oleh pemakainya,” kata peneliti Profesor Carlo Menon.

Tim sensor kapasitif berbasis benang, dari kiri: Carlo Menon, Valeria Galli, Chakaveh Ahmadizadeh dan Tyler Cuthbert

Langkah yang kurang teratur dan gaya berjalan yang pendek adalah indikator timbulnya kelelahan pada pelari, kata ETH, dan celana pendek penginderaan mampu mendeteksi situasi ini.

Pekerjaan ini tercakup dalam makalah yang menyeluruh dan disajikan dengan jelas 'HACS: Sensor regangan kapasitif benang auxetik heliks dengan sensitivitas di luar batas teoretis', diterbitkan dalam Bahan Lanjutan, dan tersedia secara penuh tanpa pembayaran.