کفی هوشمند خورشیدیدار با ۲۲ حسگر پیشگیری از پارکینسون و زخم دیابتی با تحلیل راهرفت, تیمی از محققان دانشگاه ایالتی اوهایو (OSU) کفی هوشمندی را توسعه دادهاند که قادر است با دقت بالا الگوهای راهرفت را رصد کرده و نشانههای اولیه بیماریهایی مانند پارکینسون، زخم پای دیابتی و اختلالات اسکلتی-عضلانی را شناسایی کند.
این دستگاه پوشیدنی، که سوخت آن از پنلهای خورشیدی روی کفش تامین میشود، دادههای بیومکانیکی را بهصورت لحظهای از طریق بلوتوث به گوشی هوشمند ارسال میکند تا با کمک هوش مصنوعی تحلیل گردند. فناوری پیشرفته حسگری و تغذیه انرژی این کفی هوشمند از ۲۲ حسگر کوچک در سراسر بستر پا — از پاشنه تا نوک انگشتان — تشکیل شده است.
در حالی که بافت نرم و نازک آن راحتی کامل را در طول روز تضمین میکند.
تشخیص هشت الگوی حرکتی با یادگیری ماشین با بهرهگیری از مدلهای پیشرفته یادگیری ماشین، سیستم میتواند هشت حالت حرکتی متمایز را طبقهبندی کند از حالتهای ایستا مانند نشستن و ایستادن گرفته تا حرکات پویا همچون دویدن، پیادهروی و چمباتمه زدن.
تحلیل توزیع فشار نشان میدهد که در پیادهروی، فشار بهترتیب از پاشنه به سمت انگشتان منتقل شده و تقریباً نیمی از زمان گام را در بر میگیرد، در حالی که در دویدن تقریباً همزمان تمام حسگرها تحت فشار قرار میگیرند و تنها یکچهارم زمان گام را اشغال میکنند. کاربردهای بالینی و پیشگیری از بیماری پژوهشگران تأکید دارند که تحلیل دقیق بیومکانیک راهرفت میتواند پنجرهای به سمت تشخیص زودهنگام بیماریهای عصبی و متابولیک باز کند.
تغییرات ریز در توزیع فشار، تقارن گام و زمانبندی مراحل راهرفت، نشاندهندههای اولیه پارکینسون، نئروپاتی دیابتی، فاشیاییت پاشنه و سایر اختلالات حرکتی هستند.
دوام بالا و افق تجاریسازی آزمایشهای مختبری نشان میدهد کفی پس از ۱۸۰ هزار چرخه فشردهسازی و تخلیه فشار، هیچ افت کارکردی قابلتوجهی نداشته است. جینگهوا لی، دانشیار علوم مواد و رهبر پروژه، بیان کرده است که ترکیب سختافزار انعطافپذیر و نرمافزار هوشمند، مقیاسپذیری بالا را تضمین میکند.
تیم محققان پیشبینی میکند که این محصول در بازه سه تا پنج سال آینده بهصورت تجاری در دسترس قرار گیرد، با برنامهای برای گسترش تستها بر روی جمعیتهای متنوعتر جهت ارتقای دقت تشخیص ژستها و حرکات پیچیدهتر. نتایج این پژوهش در مجله معتبر منتشر شده است.