Autonome programmeerbare elastische vezelcomputer voor realtime gezondheidsmonitoring

Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

MIT-onderzoekers hebben een autonome programmeerbare computer ontwikkeld in de vorm van een elastische vezel, die de gezondheidstoestand en fysieke activiteit kan monitoren en de drager in realtime kan waarschuwen voor mogelijke gezondheidsrisico’s. Kleding met de vezelcomputer was comfortabel en machinewasbaar, en de vezels waren bijna onzichtbaar voor de drager, melden de onderzoekers.

In tegenstelling tot monitoringsystemen op het lichaam die bekend staan als ‘wearables’, die zich op één punt bevinden, zoals de borst, pols of vinger, hebben stoffen en kleding het voordeel dat ze in contact staan met grote delen van het lichaam dichtbij vitale organen. Als zodanig bieden ze een unieke kans om de menselijke fysiologie en gezondheid te meten en te begrijpen.

De glasvezelcomputer bevat een reeks microapparaten, waaronder sensoren, een microcontroller, digitaal geheugen, Bluetooth-modules, optische communicatie en een batterij, die alle noodzakelijke componenten van een computer vormen in één enkele elastische vezel.

De onderzoekers voegden vier vezelcomputers toe aan een topje en een legging, waarbij de vezels langs elk ledemaat liepen. In hun experimenten bestuurde elke onafhankelijk programmeerbare vezelcomputer een machinaal leermodel dat was getraind om zelfstandig oefeningen te herkennen die door de drager werden uitgevoerd, wat resulteerde in een gemiddelde nauwkeurigheid van ongeveer 70 procent.

Verrassend genoeg nam de gezamenlijke nauwkeurigheid toe tot bijna 95 procent, zodra de onderzoekers de individuele glasvezelcomputers met elkaar lieten communiceren.

"Ons lichaam zendt elke seconde gigabytes aan gegevens door de huid uit in de vorm van warmte, geluid, biochemicaliën, elektrische potentiëlen en licht, die allemaal informatie bevatten over onze activiteiten, emoties en gezondheid. Helaas wordt het meeste, zo niet alles, geabsorbeerd en vervolgens verloren in de kleding die we dragen. Zou het niet geweldig zijn als we kleding konden leren deze belangrijke informatie vast te leggen, te analyseren, op te slaan en te communiceren in de vorm van waardevolle gezondheids- en activiteitsinzichten?" zei senior auteur Yoel Fink, hoogleraar materiaalkunde en techniek aan het MIT, hoofdonderzoeker bij het Research Laboratory of Electronics (RLE) en het Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN).

Het gebruik van de glasvezelcomputer om gezondheidsproblemen te begrijpen en letsel te helpen voorkomen, zal binnenkort ook een belangrijke praktijktest ondergaan. Militairen van het Amerikaanse leger en de marine zullen een winteronderzoeksmissie van een maand uitvoeren naar het Noordpoolgebied, waarbij 1.000 kilometer wordt afgelegd bij gemiddelde temperaturen van -40 °F. Tientallen merino mesh-shirts met basislaag en glasvezelcomputers zullen realtime informatie verstrekken over de gezondheid en activiteit van de personen die deelnemen aan deze missie, genaamd Musk Ox II.

"In de niet al te verre toekomst zullen glasvezelcomputers ons in staat stellen apps uit te voeren en waardevolle gezondheidszorg- en veiligheidsdiensten te verkrijgen uit eenvoudige alledaagse kleding. We zijn verheugd om een glimp van deze toekomst te zien in de komende Arctische missie via onze partners in het Amerikaanse leger, de marine en DARPA. Het is een eer en een voorrecht om onze servicemedewerkers te beschermen in de zwaarste omstandigheden", aldus Fink.

Neem voor meer informatie contact op met Abby Abazorius op Dit e-mailadres wordt beschermd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien.; 617-253-2709.