Носимый датчик научили ездить по одежде

Американские инженеры предложили новый формат носимых гаджетов и умной одежды. Они наклеили на одежду мягкий рельс, а на нем разместили робота, который ездит по рельсу к нужной части тела, в зависимости от текущей задачи. Например, он может выбирать наилучшее расположение для отслеживания разных физических упражнений или подвезти человеку датчик для измерения пульса. Статья опубликована на arXiv.org.

Классические носимые устройства — умные часы и фитнесс-браслеты — носятся на руке, но позволяют по показаниям акселерометра и гироскопа анализировать движения всего тела и даже различать разные типы активности. Но фиксированное расположение позволяет разработчикам идти на компромиссы. Так, в зависимости от типа физического упражнения, выгоднее располагать инерциальный датчик в разных местах, чтобы получать наиболее точные данные о движениях. А расположение устройства в верхней части тела, например, на шее, позволило бы использовать его как микрофон, не требующий подносить руку ближе ко рту.

В 2016 году американские инженеры предложили новую концепцию носимых устройств — перемещающихся по одежде небольших роботов, на которые можно устанавливать датчики, дисплеи или просто красивые аксессуары. Они закреплялись на любой одежде, используя довольно большие магнитные колеса с обеих сторон ткани. Кроме того, они не могли перемещаться по всему телу, переходя с одного предмета одежды на другой.

Группа инженеров из Мэрилендского университета во главе с Хуай Шу Пэном (Huaishu Peng) воспользовалась тем же подходом, но реализовала перемещаемый носимый гаджет иным образом, используя рельсы. Поскольку они закрепляются на одежде, они выполнены из гибкого силиконового эластомера, который почти не ограничивает движения человека. Через каждые пять сантиметров в рельсе установлены небольшие неодимовые магниты. Они позволяют роботу отслеживать свои перемещения с помощью датчика Холла.

Робот ездит по рельсу как монорельсовый поезд, огибая его двумя колесами, которые приводятся в движение мотором. В зависимости от задач, робота можно оснастить инерциальным и другими датчиками.

Чтобы робот мог ездить по всему телу, инженеры придумали два решения. Во-первых, на груди и спине они расположили развилку. Когда робот подъезжает к ней, она поворачивает его в нужную сторону, давая проехать на следующий рельс. Во-вторых, они оснастили торцы рельсов на краях одежды магнитами, поэтому робот может переезжать с толстовки, куртки или другой верхней части одежды, на брюки и обратно. Таким же образом он может съезжать с одежды на «док-станцию», которую можно закрепить на стене.

Разработчики предложили два основных применения системе. Робот может перемещаться по телу, чтобы измерять биологические показатели в оптимальных местах. Также авторы показали, как он может «подвезти» человеку стетоскоп.

Второе применение — в качестве устройства вывода. Двигаясь в разные стороны и вибрируя на месте, он может уведомлять человека о событиях. Также его положение можно использовать как строку состояния. В качестве примера инженеры показали, как робот отображает количество выпитой за день воды.

Ранее мы рассказывали о другом роботе, перемещающимся прямо по телу. Используя две присоски, он шагает по коже и изучает кожу под микроскопом на предмет потенциально опасных аномалий.

Григорий Копиев