Fremtidige wearables: Intelligente leggings Mål muskeltræthed hos løbere

Bærbare enheder ændrer den måde, folk tænker på deres liv og livsstil. Smarture ændrer, hvordan vi interagerer med hinanden, aktivitetsmålere ændrer måden, vi træner på, og bærbare kameraer ændrer hukommelsens natur.

Så hvad kan vi forvente af den næste generation af bærbare elektroniske enheder?

I dag får vi et slags svar takket være arbejdet fra Roger Ribas Manero og venner på King's College London. De har udviklet en bærbar enhed, der måler muskeltræthed under aktiviteter som løb, første gang det har været muligt uden for laboratoriet.

Muskeltræthed har altid været svær at måle af en række årsager. Til en start involverer den mest følsomme metode at indsætte en fin ledning i musklen for at måle den elektriske stimulation af nerverne og bestemme den kraft, musklen kan udøve. Efterhånden som musklerne bliver trætte, falder denne kraft, ligesom det elektriske signal.

Der er en anden, mere fleksibel tilgang. Dette er for at bruge elektroder på overfladen af ​​huden til at overvåge den elektriske aktivitet af nerverne nedenfor. Problemet med denne metode er, at elektroderne skal placeres omhyggeligt, og det er svært for folk, der ikke er lægeuddannet.

Men ingen af ​​teknikkerne er ideelle til at måle muskeltræthed under almindelige omstændigheder, fordi disse enheder kan koste titusindvis af dollars og under alle omstændigheder ikke kan bruges uden for laboratoriet.

Nu har Ribas Manero og co udviklet et væsentligt billigere og mere fleksibelt alternativ. Deres idé er at brodere et almindeligt par løbebukser med elektroder og kredsløb, der forbindes til en bærbar Arduino-mikroprocessor. Dette indsamler og analyserer derefter de elektriske stimuleringsdata.

Dette kredsløb er dobbeltsyet i et zigzag-mønster for at give mulighed for strækning. Og hele enheden drives af et 7,5 volt genopladeligt batteri.

Dette har en betydelig fordel for ikke-ekspertbrugere. Det broderede kredsløbsmønster sikrer, at leggings automatisk placerer elektroderne på de korrekte anatomiske steder, når de bæres. Så brugeren behøver ingen medicinsk erfaring for at placere dem. Og kredsløbet er relativt billigt og nemt at producere.

Holdet har prøvet leggingsene ved at bede to løbere om at bære dem, mens de jogger rundt på fem kilometer lange ruter over tre forskellige overflader - en asfaltbane, en atletikbane og en sandbane. Benklæderne registrerede muskelaktiviteten hele vejen igennem.

Resultaterne giver interessant læsning. Dataene viser tydeligt, hvordan løberens benmuskler begynder at arbejde hårdere, trættes hurtigt efter et minut eller to og derefter får deres anden vind, før de bliver trætte igen. Denne træthed opstår dog hurtigt på sand, mindre hurtigt på asfalt og mindst hurtigt på en atletikbane.

Det kan forventes, da sandets ustabilitet gør det sværere at løbe på. Men det er første gang, at sådan et eksperiment er blevet lavet udendørs. Og det har potentialet til at ændre den måde, atleter analyserer den måde, de løber på.

Hver løber håber på at konkurrere uden skader, men muskeltræthed gør dette meget mere sandsynligt. Så en måde at måle og afsløre træthed i realtid kan have stor indflydelse på træningsmetoder og løbeteknikker. [Dataene] tyder på, at løb på sand øger sandsynligheden for at lide af RRI'er sammenlignet med asfalt- og atletikbanens overflader, siger Ribas Manero og selskab.

Hvad mere er, en bedre forståelse af, hvordan muskler udøver kraft, kunne hjælpe med at designe bedre biomekaniske proteser og til at forstå kraftkravene til bipedale robotter.

Og det kunne indlede en ny æra af bærbare teknologier, der ikke kun overvåger antallet af skridt, en person tager, men musklerne, der udøves i processen, og hvor trætte de bliver. Derfor kunne intelligente leggings være den næste store bærbare teknologi.

Ref: arxiv.org/abs/1602.04841 : Bærbar broderet muskelaktivitetssensor til det menneskelige øvre ben

skjule