Theo trường đại học, các nhà nghiên cứu đã “tích hợp nó vào một chiếc quần legging thể thao”. “Chỉ cần liếc nhìn vào điện thoại thông minh của họ, những người thử nghiệm có thể biết khi nào họ đạt đến giới hạn và liệu họ có nên nghỉ ngơi hay không.”
Đây không phải là lần đầu tiên sợi cảm biến điện dung được chế tạo, nhưng “sợi này nhạy hơn đáng kể với các chuyển động tối thiểu. Kéo dài nó dù chỉ một chút cũng tạo ra những dao động rõ ràng có thể đo lường được trong cảm biến' phí”, nhà nghiên cứu Tyler Cuthbert cho biết.
Rất nhiều công trình lý thuyết và thực nghiệm đã đi vào việc tìm kiếm một cấu trúc đạt được đặc tính này, cấu trúc này tạo ra một sợi trong đó một điện cực là một chất đàn hồi dẫn điện tương đối đầy đặn (cánh tả), xung quanh dây đồng cách điện mỏng – điện cực kia – được quấn theo hình xoắn ốc. Khi kéo, dây đồng duỗi thẳng ra, cắn vào chất đàn hồi và làm nó phồng lên thành một vòng xoắn lớn hơn (đóng bên trái).
Vỗ béo khi kéo dài là điều bất thường đến mức hiệu ứng này có tên riêng: hành vi 'phụ trợ'.
Cuthbert nói với Electronics Weekly: “Sự thay đổi điện dung đến từ sự kết hợp giữa khoảng cách giữa các điện cực và sau đó là sự thay đổi diện tích giữa các điện cực”. “Đặc tính phụ dẫn đến sự tương tác giữa hai điện cực dưới dạng nhấn chìm, từ đó dẫn đến diện tích lớn hơn giữa các điện cực. Sự kết hợp thích hợp của các tham số – đường kính, bước xoắn ốc và tỷ lệ – dẫn đến thu được đặc tính phụ trợ. Điều này lần lượt cho phép nó đạt được độ nhạy vượt trội.”
Nắm bắt lý thuyết là như vậy, nhóm cũng đã thiết kế các tổ hợp xoắn ốc với sự thay đổi điện dung gần như bằng không khi sợi xoắn kép được kéo dài.
Tổ hợp cảm biến cuối cùng là thụ động, với các đầu cuối của cảm biến tụ được kết nối trực tiếp với các đầu của ăng-ten vòng (ngay), cuối cùng sẽ kết hợp với điện thoại.
Để thử nghiệm thực tế, cảm biến đã được khâu vào quần legging thể thao bó sát (trái), với ăng-ten được khâu bằng chỉ dẫn điện trực tiếp vào dải thải.
Giáo sư Carlo Menon, nhà nghiên cứu cho biết: “Vì cảm biến được đặt rất gần với cơ thể nên chúng tôi có thể ghi lại các chuyển động của cơ thể rất chính xác mà người đeo không hề nhận ra.
ETH cho biết sải chân ít đều đặn hơn và dáng đi ngắn lại là những dấu hiệu cho thấy người chạy bắt đầu mệt mỏi, và quần short cảm biến có thể phát hiện ra tình trạng này.
Công việc này được đề cập trong bài báo 'HACS: Cảm biến biến dạng điện dung sợi auxetic xoắn ốc có độ nhạy vượt quá giới hạn lý thuyết', được xuất bản trên tạp chí Advanced Materials và có sẵn đầy đủ mà không cần thanh toán.