«Умные» стельки позволяют отслеживать походку в режиме реального времени и заблаговременно предупреждать о проблемах со здоровьем

В медицине «умные» стельки могут помочь в анализе походки для выявления ранних аномалий, связанных с состояниями, связанными с давлением в ногах (например, диабетические язвы стопы), нарушениями опорно-двигательного аппарата (такими как подошвенный фасциит) и неврологическими заболеваниями (такими как болезнь Паркинсона). Это открывает возможности для персонализированного управления здоровьем, включая коррекцию осанки в режиме реального времени, профилактику травм и мониторинг реабилитации. Индивидуальные фитнес-тренировки также могут быть будущим использованием, говорят исследователи.

Построенная с использованием 22 небольших датчиков давления и работающая от небольших солнечных батарей, расположенных на верхней части обуви, система предлагает отслеживание здоровья в режиме реального времени на основе того, как человек ходит, учитывая, что биомеханический процесс, также уникален, как отпечаток пальца человека. Эти сложные персональные данные о здоровье затем передаются через Bluetooth на смартфон для быстрого и подробного анализа.

Чтобы преодолеть проблемы, связанные с предшествующими моделями аналогичных стелек, Ци Ван (ведущий автор исследования и нынешний аспирант в области материаловедения и инженерии в штате Огайо) с коллегами стремились обеспечить долговечность и высокую степень точности устройства при сборе и анализе данных.

Используя передовую модель машинного обучения, новое носимое устройство может распознавать восемь различных состояний движения, от статических, таких как сидение и стояние, до более динамичных движений, таких как бег и приседания. 

Кроме того, поскольку материалы, из которых изготовлены стельки, являются гибкими и безопасными, устройство, как и умные часы, обладает безопасностью для непрерывного использования. Например, после того, как солнечные батареи преобразуют солнечный свет в энергию, она накапливается в крошечных литиевых батареях, которые не причиняют вреда пользователю и не влияют на повседневную деятельность.

Согласно исследованию, эти умные стельки не показали заметного ухудшения характеристик после 180 000 циклов сжатия и декомпрессии, что свидетельствует об их долгосрочной долговечности.

Исследователи ожидают, что технология, вероятно, будет коммерчески доступна в течение следующих трех-пяти лет. Следующие шаги по продвижению работы будут направлены на улучшение возможностей системы для распознавания жестов, которым, по словам Ли, вероятно, поможет дальнейшее тестирование на более разнообразных группах населения. «У нас так много вариаций среди людей, поэтому демонстрация и тренировка этих фантастических способностей на разных популяциях — это то, чему мы должны уделить дополнительное внимание», — сказал соавтор исследования и доцент кафедры материаловедения и инженерии в Университете штата Огайо.Ли.

Исследование было недавно опубликовано в журнале «Science Advances».