Исследователи из Мичиганского университета создали новый сенсор для плеч, который может огибать их округлую форму. Отслеживание поведения плечевого сустава и мышц в режиме реального времени возможно благодаря использованию японских структур, подобных киригами, которые используют вырезы в плоском листе для создания трехмерной структуры при растяжении. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials Technologies.
Макс Штейн знает, каково это - страдать от болезненной травмы. Однажды он разбил свой велосипед и сломал ключицу. "Действительно болезненный процесс выздоровления", - сказал профессор материаловедения и инженерии Мичиганского университета в видеоинтервью.
________________________________________________________________________________________
Его физиотерапевт мог измерять диапазон движения только с помощью плоского транспортера, что могло привести к серьезным ошибкам. Штейн также не имел возможности повторять одни и те же движения дома.
По мнению Штейна, износостойкий датчик мог бы записывать все его движения, но разработка электроники, подходящей для изогнутой поверхности, такой как ключица, была бы довольно дорогостоящей. Так что вместе с аспирантом Эрин Эвке , Штейн разработал новый сенсорный патч, который может контурировать форму тела.
Это может помочь людям, которые также проходят физиотерапию. Чтобы предотвратить появление складок или разрывов в пластиковом датчике, они разработали заплатку с вдохновением из изучения японского киригами, искусства нарезки бумаги для создания трехмерных форм.
На плече, где они протестировали устройство, серия круглых дисков различных размеров образуют небольшие и большие круги. Таким образом, вся конструкция может цепляться без переломов. Луч лазера может разрезать тонкий лист пластика на ряд концентрических кругов. Метод Киригами позволяет изготовить заплатку, которая может поместиться на округленную часть тела, не создавая неточностей в измерениях. Штейн подсчитал, что такой сенсор будет стоить менее 10 долларов, если будет произведен в массовом колличестве. Эрин Эвке демонстрирует, как разрезы в киригами-сенсоре раскрываются таким образом, чтобы он следовал за кривыми движениями плеча. Это позволяет изготовить датчик плоским, что очень важно для того, чтобы сделать устройство доступным по цене.
Леви Хатмахер, Мичиган Инжиниринг. В доказательство своей концепции команда из Мичигана встроила в датчик два тензометрических датчика, которые могут раздвигаться, как скользящие. Одна из них была помещена в угол плеча для записи подъема и опускания руки, а другая - на заднюю часть плеча для измерения движения поперечного сечения тела. Команда считает, что эти датчики могут использоваться в режимах физиотерапии, чтобы пациенты могли следить за своим прогрессом и проверять правильность выполнения упражнений.