피로의 시작을 감지하기 위해 신체 움직임을 측정하는 스마트 섬유 센서

업데이트: 11년 2023월 XNUMX일

피로의 시작을 감지하기 위해 신체 움직임을 측정하는 스마트 섬유 센서

대학에 따르면 연구원들은 "운동용 레깅스 한 켤레에 통합"했습니다. "단순히 스마트폰을 보는 것만으로도 테스터는 언제 한계에 도달했는지, 휴식을 취해야 하는지 확인할 수 있었습니다."

커패시티브 센싱 원사를 만든 것은 이번이 처음은 아니지만, 이 "원사는 최소한의 움직임에 훨씬 더 민감하다. 조금만 늘려도 눈에 띄게 측정 가능한 변동이 발생합니다. 감지기의 책임”이라고 연구원 Tyler Cuthbert는 말했습니다.

많은 실험적 및 이론적 작업이 이러한 특성을 달성하는 구조를 찾기 위해 사용되었으며, 하나의 전극이 상대적으로 통통한 전도성 엘라스토머인 원사를 생산했습니다.왼쪽), 얇은 절연 구리 와이어(다른 전극) 주위에 나선형으로 감겨 있습니다. 잡아당기면 구리 와이어가 곧게 펴지고 엘라스토머에 물려 더 두꺼운 나선으로 부풀어 오릅니다(왼쪽 닫기).

늘어졌을 때 살이 찌는 것은 매우 이례적이어서 그 효과에는 '조조' 행동이라는 고유한 이름이 있습니다.

"커패시턴스 변화는 전극 사이의 거리와 전극 사이의 영역 변화의 조합에서 비롯됩니다."라고 Cuthbert는 Electronics Weekly에 말했습니다. “팽창 특성은 삼켜짐 형태로 두 전극 사이의 상호 작용을 일으키고, 결과적으로 전극 사이의 면적이 더 넓어집니다. 매개변수(직경, 나선형 피치 및 비율)의 적절한 조합을 통해 팽창 특성을 얻을 수 있습니다. 이를 통해 뛰어난 감도에 도달할 수 있습니다.”

이론적인 이해는 팀이 이중 나선 실이 늘어남에 따라 커패시턴스 변화가 거의 없는 나선형 조합을 설계할 정도였습니다.

최종 감지 어셈블리는 감지 단자가 있는 수동형이었습니다. 콘덴서 루프 안테나의 끝 부분에 직접 연결됨(연락해주세요), 결국 전화에 연결됩니다.

현실적인 테스트를 위해 몸에 꼭 맞는 스포츠 레깅스에 센서를 꿰매었습니다(왼쪽 (left)), 전도성 실로 안테나를 웨이스트 밴드에 직접 꿰매었습니다.

카를로 메논(Carlo Menon) 교수는 “센서가 몸에 너무 가까이 위치하기 때문에 착용자가 눈치채지 못하는 사이에 신체 움직임을 매우 정확하게 포착할 수 있다”고 말했다.

원사 기반 정전용량 센서 팀, 왼쪽부터: Carlo Menon, Valeria Galli, Chakaveh Ahmadizadeh 및 Tyler Cuthbert

덜 규칙적인 보폭과 짧아진 걸음걸이는 러너의 피로가 시작되었음을 나타내는 지표라고 ETH는 말했으며 센싱 쇼츠는 이 상황을 감지할 수 있었습니다.

이 작업은 Advanced Materials에 게시된 철저하고 명확하게 제시된 논문 'HACS: 이론적 한계를 넘어서는 감도를 가진 헬리컬 옥세틱 실 용량성 스트레인 센서'에서 다루고 있으며 전체 내용을 무료로 이용할 수 있습니다.