211service.com
Framtida wearables: Intelligenta Leggings Mät muskeltrötthet hos löpare
Bärbara enheter förändrar hur människor tänker om sina liv och livsstilar. Smarta klockor förändrar hur vi interagerar med varandra, aktivitetsspårare förändrar hur vi tränar och bärbara kameror förändrar minnets natur.
Så vad kan vi förvänta oss av nästa generation av bärbara elektroniska enheter?
Idag får vi ett slags svar tack vare Roger Ribas Manero och vänners arbete vid King's College London. De har utvecklat en bärbar enhet som mäter muskeltrötthet under aktiviteter som löpning, första gången detta har varit möjligt utanför labbet.
Muskeltrötthet har alltid varit svårt att mäta av flera anledningar. Till att börja med innebär den känsligaste metoden att man för in en fin tråd i muskeln för att mäta den elektriska stimuleringen av nerverna och avgöra vilken kraft muskeln kan utöva. När muskeln tröttnar sjunker denna kraft, liksom den elektriska signalen.
Det finns ett annat, mer flexibelt tillvägagångssätt. Detta för att använda elektroder på hudens yta för att övervaka den elektriska aktiviteten hos nerverna nedanför. Problemet med denna metod är att elektroderna måste placeras noggrant och det är svårt för människor som inte är medicinskt utbildade.
Men ingen av teknikerna är idealiska för att mäta muskeltrötthet under vanliga omständigheter eftersom dessa enheter kan kosta tiotusentals dollar och i alla fall inte kan användas utanför labbet.
Nu har Ribas Manero och co tagit fram ett betydligt billigare och mer flexibelt alternativ. Deras idé är att brodera ett vanligt par löparleggings med elektroder och kretsar som ansluts till en bärbar Arduino-mikroprocessor. Detta samlar sedan in och analyserar elektrisk stimuleringsdata.
Dessa kretsar är dubbelsydda i ett sicksackmönster för att möjliggöra stretching. Och hela enheten drivs av ett 7,5-volts uppladdningsbart batteri.
Detta har en betydande fördel för icke-experta användare. Det broderade kretsmönstret säkerställer att leggings automatiskt placerar elektroderna på rätt anatomiska ställen när de bärs. Så användaren behöver ingen medicinsk erfarenhet för att placera dem. Och kretsen är relativt billig och lätt att tillverka.
Teamet har tagit leggings genom att be två löpare att bära dem medan de joggar runt fem kilometer långa rutter över tre olika ytor - en asfaltbana, en friidrottsbana och en sandbana. Leggingsen registrerade muskelaktiviteten genomgående.
Resultaten ger intressant läsning. Data visar tydligt hur löparens benmuskler börjar arbeta hårdare, tröttnar snabbt efter en minut eller två och sedan får sin andra vind innan de tröttnar igen. Men detta tröttande sker snabbt på sand, mindre snabbt på asfalt och minst snabbt på en friidrottsbana.
Det är att vänta eftersom sandens instabilitet gör det svårare att springa på. Men det är första gången som ett sådant experiment görs utomhus. Och det har potential att förändra hur idrottare analyserar sättet de springer.
Varje löpare hoppas kunna tävla utan skada, men muskeltrötthet gör detta mycket mer sannolikt. Så ett sätt att mäta och avslöja trötthet i realtid kan ha stor inverkan på träningsmetoder och löptekniker. [Datan] tyder på att löpning på sand ökar sannolikheten för att drabbas av RRI jämfört med asfalt- och friidrottsbanorna, säger Ribas Manero och företag.
Dessutom kan en bättre förståelse för hur muskler utövar kraft hjälpa till vid utformningen av bättre biomekaniska proteser och för att förstå kraftkraven för tvåfota robotar.
Och det kan inleda en ny era av bärbara teknologier som övervakar inte bara antalet steg en person tar, utan musklerna som ansträngs i processen och hur trötta de blir. Det är därför intelligenta leggings kan bli nästa stora bärbara teknologi.
Ref: arxiv.org/abs/1602.04841 : Bärbar broderad muskelaktivitetsavkänningsenhet för det mänskliga övre benet