ЮФУ представил на форуме «Микроэлектроника» одежду с ИИ для спорта и медицины
«Умную» одежду, фиксирующую биометрические показатели хозяина, представили на круглом столе «Носимая электроника с искусственным интеллектом» форума «Микроэлектроника» ученые Южного федерального университета (ЮФУ), 28 сентября сообщил портал «Научная Россия».
О технологии создания одежды с ИИ, которая будет полезна спортсменам, пациентам на реабилитации, игровой индустрии, а также при подготовке космонавтов, рассказал главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Нейроэлектроника и мемристивные наноматериалы», профессор ЮФУ Виктор Казанцев.
Профессор сообщил, что в разработке также участвовали специалисты из лаборатории умной одежды Центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине» Самарского государственного медицинского университета.
В настоящее время для считывания биометрических показателей человека обычно используют смарт-часы. Однако с помощью таких устройств, отметил Казанцев, можно получать только локальную информацию с ограниченной точностью. Специальная «умная» одежда, созданная российскими учеными, лишена этих недостатков, заявил он.
«Идея заключается в том, чтобы сделать одежду инструментом для получения биометрической информации, а в некоторых случаях — применения этой же самой электроники <…> для воздействия на разные функции человека в различных точках его тела. Сюда относятся информационные воздействия, а также различные стимуляции: электрическая, магнитная», — пояснил ученый.
Информация о состоянии организма, считанная начиненной электроникой одеждой, которая в текущем варианте представляет собой штаны и майку с длинным рукавом, поступает в устройство, где помещается в специальную базу данных.
Оценку физиологического состояния человека и движений его мышц выполняет искусственный интеллект. Из базы данных обработанная информация может выводиться на компьютер, смартфон и другие соответствующие устройства.
В случае использования «умной» одежды на спортивных тренировках такая система может показать человеку с помощью вибротактильных сенсоров, какие упражнения он выполняет правильно, а где работает не в полную силу или делает ошибки, играя роль его тренера. Ученый сообщил, что эта технология уже использовалась для подготовки сборной прыгунов на лыжах с трамплина:
«В процессе прыжка <…> очень важно, как работает весь комплекс задействованных в движении мышц, потому что, скажем, если у ног на точке отрыва есть небольшая рассинхронизация, то спортсмена после прыжка начинает закручивать», — пояснил Виктор Казанцев.
В настоящее время в предсерийном варианте в майке и штанах содержатся по восемь датчиков электромиографии, которые собирают информацию по активности различных мышц. Электроды датчиков, изготовленные из мягкой проводящей резины, позволяют вшивать их в одежду.
Но в «умную» одежду легко встроить и сенсоры сгибания конечностей, с помощью которых можно определить положение тела в пространстве (в том числе акселерометры), а также устройства для вибрационной и электрической стимуляции.
Упругие провода, которые используются в такой одежде, рассказал Казанцев, могут растягиваться до 30% от своей длины. Блок сбора данных можно закреплять на разных частях тела человека, чтобы не мешать ему выполнять заданные действия, например, заниматься определенным видом спорта. В настоящее время «умный» костюм тестируется футболистами одного из российских клубов.
Но спортом или фитнесом возможные применения «умной» одежды не ограничиваются. Так, ее можно использовать для реабилитации, чтобы стимулировать восстановление мышц больного и оценивать результат. Еще одной сферой применения этой технологии может стать, например, подготовка космонавтов и их восстановление после полетов.
Другое возможное направление применения «умной» одежды недавно начали совместно исследовать ЮФУ и Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. Они проверяют возможность использования электромиографии и датчиков положения конечностей для копирующего управления и «очувствления» виртуальных аватаров в компьютерных играх.
Казанцев рассказал также, что еще одно «умное» устройство, созданное в ЮФУ, проходит в настоящее время клинические испытания. Это ортез (внешнее медицинское приспособление для компенсации нарушенных опорно-двигательных функций) с миографическими датчиками. Информация, собираемая этими датчиками, помогает врачам находить наиболее эффективные методы реабилитации людей, получивших травму колена.
