Чувствительные к давлению коврики и обувь могут улучшить здравоохранение и видеоигры

Исследователи Массачусетского технологического института создали "умный" текстиль, соединенный с системой машинного обучения.

Отредактировано 2023-25-06
3D-трикотаж Массачусетского технологического институтаУмный текстиль Массачусетского технологического института чувствует, как вы двигаетесь.

Одежда, которую вы носите, не является "умной" - в смеси хлопка и синтетических нитей в ней нет никаких датчиков. Но ученые из Массачусетского технологического института разработали материал другого типа.

Исследователи Массачусетского технологического института использовали пластиковую нить уникальной конструкции для создания вязаного текстиля, названного 3DKnITS, который они перемежали датчиками давления. В своих экспериментах они использовали этот материал для изготовления обуви и ковриков. Они также сопрягли его с программно-аппаратным комплексом (включая компонент машинного обучения), который измерял и интерпретировал поступающие данные от датчиков давления и использовал их для прогнозирования движений человека. Их разработка будет описана на конференции общества IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.

Умный текстиль, который чувствует, как двигается пользователь, может быть полезен в здравоохранении, например, для контроля походки или движения после травмы. Спортсмены могут надевать их для получения обратной связи о своих движениях, или они могут быть использованы для создания лучшего интерфейса видеоигр.

Во время испытаний исследователи подключили текстиль к видеоигре Minecraft, используя его в качестве контроллера для перемещения по виртуальному миру. Он мог определять, хочет ли пользователь шаркать влево или вправо в зависимости от того, на какой ноге он стоит, а также прыгать, ходить или бегать.

Они также использовали коврики во время занятий йогой, чтобы увидеть, насколько хорошо они определяют позы, такие как орел, дерево или воин, на основе распределения давления, которое они ощущали на текстильной поверхности.

Для ткани датчик давления активен в каждой точке пересечения двух нитей. Беспроводная схема сканирует и измеряет силу, приложенную к каждому датчику. Данные о давлении отображаются в виде тепловой карты на экране компьютера, подключенного к сети, а изображение этой карты подается системе глубокого обучения, которая была обучена использовать тепловую карту для прогнозирования позы, осанки или движения. После обучения, как утверждают исследователи, система способна классифицировать такие виды физической активности, как ходьба, бег и отжимания с точностью 99,6 процента. Она также способна определить семь поз йоги с точностью 98,7 процента.

Команда утверждает, что они также могут формировать из этого текстиля носки, рукава и многое другое. Они также могут создавать индивидуальные модели, сканируя или 3D-печатая части человеческого тела, а затем пропаривая или нагревая текстиль, чтобы придать ему нужную форму. В другом творческом начинании команда превратила текстиль в своеобразный волшебный ковер, который воспроизводит музыку, меняющуюся в звуковых ландшафтах в соответствии с шагами танцора.

Смотрите тестирование текстиля ниже: