एक पहनने योग्य स्मार्ट इंसाले ट्रैक कर सकता है कि आप कैसे चलते हैं, दौड़ते हैं और खड़े होते हैं

22 छोटे दबाव सेंसर का उपयोग करके और जूते के शीर्ष पर छोटे सौर पैनलों द्वारा ईंधन का उपयोग किया जाता है, सिस्टम वास्तविक समय के स्वास्थ्य ट्रैकिंग प्रदान करता है कि एक व्यक्ति कैसे चलता है, एक बायोमेकेनिकल प्रक्रिया जो मानव फिंगरप्रिंट के रूप में अद्वितीय है।

इस जटिल व्यक्तिगत स्वास्थ्य डेटा को तब ब्लूटूथ के माध्यम से त्वरित और विस्तृत विश्लेषण के लिए एक स्मार्टफोन में प्रेषित किया जा सकता है, अध्ययन के सह-लेखक और ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर जिंगहुआ ली ने कहा।

“हमारे शरीर बहुत सारी उपयोगी जानकारी ले जाते हैं जिनके बारे में हम भी जानते हैं,” ली ने कहा। “ये स्थिति समय के साथ भी बदल जाती है, इसलिए बेहतर स्व -स्वास्थ्य देखभाल जांच को प्रोत्साहित करने के लिए उन संकेतों को निकालने और डिकोड करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करना हमारा लक्ष्य है।”

यह अनुमान लगाया गया है कि कम से कम 7% अमेरिकी एम्बुलेंस की कठिनाइयों से पीड़ित हैं, ऐसी गतिविधियाँ जिनमें चलना, दौड़ना या सीढ़ियों पर चढ़ना शामिल है। जबकि हाल के वर्षों में एक पहनने योग्य धूप में डूबे-आधारित दबाव प्रणाली के निर्माण के प्रयास लोकप्रियता में बढ़ गए हैं, कई पिछले प्रोटोटाइप कम ऊर्जा सीमाओं और अस्थिर प्रदर्शन के साथ मिले थे।

अपने अग्रदूतों की चुनौतियों को दूर करने के लिए, ली और क्यूई वांग, अध्ययन के प्रमुख लेखक और ओहियो राज्य में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में एक वर्तमान पीएचडी छात्र, यह सुनिश्चित करने के लिए कि उनका पहनने योग्य टिकाऊ है, डेटा एकत्र करने और विश्लेषण करते समय उच्च स्तर की सटीकता है, और सुसंगत और विश्वसनीय शक्ति प्रदान कर सकता है, ली।

“हमारा डिवाइस उच्च रिज़ॉल्यूशन, स्थानिक संवेदन, आत्म-शक्ति क्षमता और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के साथ गठबंधन करने की क्षमता के संदर्भ में अभिनव है,” उसने कहा। “इसलिए हमें लगता है कि यह शोध इस क्षेत्र की अग्रणी सफलताओं के आधार पर आगे जा सकता है।”

अध्ययन हाल ही में पत्रिका में प्रकाशित हुआ था विज्ञान अग्रिम।

इस टीम की प्रणाली को एआई के उपयोग के माध्यम से भी अद्वितीय बना दिया गया है। एक उन्नत मशीन लर्निंग मॉडल का उपयोग करते हुए, पहनने योग्य आठ अलग -अलग गति राज्यों को पहचान सकता है, जिसमें स्थैतिक जैसे बैठना और अधिक गतिशील आंदोलनों जैसे कि चलने और स्क्वाटिंग के लिए खड़े होना शामिल है।

इसके अतिरिक्त, चूंकि सामग्री इन्सोल से बना है, लचीली और सुरक्षित हैं, डिवाइस, बहुत कुछ स्मार्टवॉच की तरह, कम जोखिम वाला है और निरंतर उपयोग के लिए सुरक्षित है। उदाहरण के लिए, सौर कोशिकाओं को सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा में परिवर्तित करने के बाद, उस शक्ति को छोटे लिथियम बैटरी में संग्रहीत किया जाता है जो उपयोगकर्ता को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं या दैनिक गतिविधियों को प्रभावित करते हैं।

पैर की अंगुली से एड़ी तक सेंसर के वितरण के कारण, शोधकर्ता यह देख सकते हैं कि पैर के कुछ हिस्सों पर दबाव कैसे चलना बनाम चलने जैसी गतिविधियों में भिन्न होता है।

चलने के दौरान, दबाव को एड़ी से पैर की उंगलियों तक क्रमिक रूप से लागू किया जाता है, जबकि दौड़ने के दौरान, लगभग सभी सेंसर एक साथ दबाव के अधीन होते हैं। इसके अलावा, चलने के दौरान, दबाव आवेदन समय कुल समय के लगभग आधे के लिए होता है, जबकि चलने के दौरान, यह केवल एक चौथाई के लिए होता है।

स्वास्थ्य देखभाल में, स्मार्ट इनसोल पैरों के दबाव से संबंधित स्थितियों (जैसे मधुमेह के पैर के अल्सर), मस्कुलोस्केलेटल विकारों (जैसे कि प्लांटर फासिसाइटिस) और न्यूरोलॉजिकल स्थितियों (जैसे पार्किंसन रोग) से जुड़ी शुरुआती असामान्यताओं का पता लगाने के लिए गैट विश्लेषण का समर्थन कर सकता है।

नई प्रणाली ने विभिन्न प्रकार की गति को सीखने और वर्गीकृत करने के लिए मशीन लर्निंग का भी उपयोग किया। यह व्यक्तिगत स्वास्थ्य प्रबंधन के लिए अवसर प्रदान करता है, जिसमें वास्तविक समय आसन सुधार, चोट की रोकथाम और पुनर्वास की निगरानी शामिल है। शोधकर्ताओं ने कहा कि अनुकूलित फिटनेस प्रशिक्षण भी भविष्य का उपयोग हो सकता है।

अध्ययन के अनुसार, इन स्मार्ट इनसोल्स ने संपीड़न और विघटन के 180,000 चक्रों के बाद प्रदर्शन में कोई उल्लेखनीय गिरावट नहीं दिखाई, जो उनके दीर्घकालिक स्थायित्व को दिखाती है।

“इंटरफ़ेस लचीला और काफी पतला है, इसलिए दोहराव के विरूपण के दौरान भी, यह कार्यात्मक रह सकता है,” ली ने कहा। “सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर के संयोजन का मतलब है कि यह सीमित नहीं है।”

शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि अगले तीन से पांच वर्षों के भीतर तकनीक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होगी। काम को आगे बढ़ाने के लिए अगले चरणों का उद्देश्य सिस्टम की इशारा मान्यता क्षमताओं में सुधार करना होगा, जो कि LI के अनुसार, संभवतः अधिक विविध आबादी पर आगे के परीक्षण के साथ मदद की जाएगी।

ली ने कहा, “हमारे पास व्यक्तियों के बीच बहुत सारे बदलाव हैं, इसलिए विभिन्न आबादी पर इन शानदार क्षमताओं का प्रदर्शन और प्रशिक्षण कुछ ऐसा है जिस पर हमें और ध्यान देने की आवश्यकता है।”

अन्य सह-लेखकों में चीन में लैंज़ो विश्वविद्यालय से हुई हूई गुआन, चेन वांग, पेइमिंग लेई, हांगवेई शेंग, हांगवेई शेंग, हुशेंग बी, जिंकुन हू, चेन्हुई गुओ, यिचुआन माओ, जियाओ युआन, मिंगजियाओ शाहो, ज़ीवेन जिन और वेई लान शामिल हैं।