现成的智能面料有助于运动训练和物理治疗

新罕布什尔州汉诺威 - 2019年4月8日 - 达特茅斯学院的计算机科学研究团队制作了一种智能面料，可以帮助运动员和物理治疗患者纠正手臂角度，从而优化性能，减少伤害并加速康复。

所提出的织物传感系统是一种灵活的运动捕捉织物，可监测关节旋转。耐磨损是轻便，低成本，可清洗和舒适，使其成为各级运动参与者或患者康复的理想选择。

这项研究发表于ACM关于交互式，移动，可穿戴和普适技术的会议论文集，将于今年晚些时候在9月于伦敦举行的UbiComp 2019年会议上发布。“我们一直都在使用面料，因此它们为连续感应提供了完美的媒介，”达特茅斯计算机科学副教授夏周说。“这项研究表明，通过基本的，现成的面料可以获得高水平的性能和精度。”

准确监测关节运动对于表现指导和物理治疗至关重要。对于手臂角度很重要的运动员 - 从棒球投手到网球运动员的任何人 - 长期感应可以帮助教练分析运动并提供教练校正。对于受伤的运动员或其他物理治疗患者，这种监测可以帮助医生评估医疗和物理治疗的有效性。

为了对广泛的佩戴者有效，监视器需要便携，舒适，并且能够感知微妙的运动以实现高水平的精确度。“如果没有智能传感器，长期监测对于辅导或治疗来说是不切实际的，”达特茅斯博士生Qijia Shao说。“这项技术消除了对全天候专业观察的需求。”

虽然已经存在人体关节监测技术，但它们可能需要大量的环境仪器或刚性传感器。其他电子纺织品监视器需要嵌入式电子设备，有些仅实现低分辨率结果。达特茅斯团队专注于提高传感能力和可靠性，同时使用低成本，现成的面料，无需额外的电子传感器。极简主义方法专注于50美元范围内的面料。

“只要不到某些运动衫的价格，医生和教练就可以使用智能面料感应系统，这可以帮助他们提高运动成绩或生活质量，”邵说。

为了设计可穿戴式显示器，该团队使用了由尼龙，弹性纤维和镀有薄银层的纱线制成的织物，以实现导电性。原型设计有两种尺寸，并配有微控制器，可轻松拆卸以接收织物阻力数据。微控制器将来可以进一步小型化，以适应按钮内部。

该系统依靠可拉伸的织物来感知皮肤变形和压力织物，以感知关节运动期间的压力。基于该信息，它通过电阻的变化确定关节旋转角度。当用导电织物包裹接头时，它可以感知关节运动。

在有10名参与者的测试中，原型在重建肘关节角度时实现了非常低的9.69º的中值误差。这种精确度对于限制患者关节活动范围的康复应用是有用的。该面料还获得了测试者的高分，以获得舒适性，运动灵活性和易用性。

实验还表明，织物可以完全洗涤，只有少量的有效性降低。

“测试人员甚至将其用于运动范围很广的活动，如瑜伽或体操。所有参与者都说他们愿意以相对便宜的价格购买这样的系统，”周说，他是达特茅斯DartNets的联合负责人。实验室。

虽然原型仅针对肘关节进行了定制，但它展示了监测运动员和物理治疗患者的膝盖，肩膀和其他重要关节的潜力。未来的型号也将被削减，以更好地适应减少织物起皱，这可能影响感应性能。该团队还将测量汗水对传感性能的影响。

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