北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种新的柔性传感器系统,旨在绘制被截肢者的压力点。这种电容式压力传感器,该电容式压力传感器是通过简单,可扩展的缝纫工艺使用市售的导电纱线和纺织材料制成的。这种全纺织品传感器为监测ISE提供了一个柔软,灵活和舒适的传感系统。
该团队由北卡罗来纳州立大学的纺织,电气,计算机和生物医学工程研究人员组成。该研究的第一作者乔丹·泰伯勒(Jordan Tablor)是北卡罗来纳州立大学纺织学院的研究生,他解释说,刚性传感器通常用于测量假肢内部的压力。
Tablor在一份声明中说:"它们很难,笨重,笨重。" "这些不是截肢者每天都可以使用的东西,因为刚性传感器会影响截肢者假肢的适合度。" 他补充说,它们还会引起不适,促使团队设计一种传感器,该传感器可以集成在一起并更经常地使用,而不会给用户带来进一步的不适。
研究人员说,他们的第一个实验涉及测试该贴片放在不同角度的假肢上时是否可以检测到压力变化。然后,他们测试了一个健康的人在用弯曲的膝盖适配器行走时以及在双腿之间转移其体重时戴上传感器贴片时的压力变化。
接下来,一名截肢小腿的志愿者在通常施加较高压力的区域中将其贴片戴在假肢衬里上。他们在志愿者转移重量并在跑步机上行走时测试了传感器贴片,发现该系统坚固耐用,可以可靠地监控插座中的压力变化。
他们的部分工作包括将系统设计为轻巧且足够小以供人类使用。根据该团队的说法,他们通过将纱线缝合在一起以创建电磁场并使用小电池施加少量电能来创建传感器贴片。他们发现,他们可以测量在每个晶格点将纱线拉在一起的电荷量。
电荷的变化取决于纱线之间的紧密程度,这与穿着者施加的压力有关。他们将纱线连接起来,使其绝缘,然后将它们放在织物上,然后将它们连接到小型电子设备上以捕获数据。还包括一个小型收音机,以无线方式跟踪测量结果。
"我们将纺织纤维连接到比四分之一大一点的电路上,并且可以扫描多达十乘十的纤维,"北卡罗来纳州立大学电气工程学教授阿尔珀·博兹库特(Alper Bozkurt)说。"这给了我们100个测量点。"
研究人员说,他们现在正在开发自己的纺织纤维,以检测不仅仅是假肢窝压力的变化。他们的下一步是将传感器直接集成到假牙插座中或可穿戴产品中。