La tela no solo corrige su postura, sino que también se estira fácilmente, es duradera, lavable y transpirable, y se puede usar cómodamente durante largos períodos de tiempo.
El aprendizaje automático permite que el tejido autoalimentado corrija la postura
Una parte importante de la salud es la postura. El dolor y la incomodidad pueden ser el resultado de una mala postura a largo plazo, como encorvarse o encorvarse hacia un lado. Además, se ha demostrado que aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares, problemas de visión, accidentes cerebrovasculares y enfermedades musculoesqueléticas. Para evitar estos problemas y mejorar la salud de los estudiantes y las personas con profesiones sedentarias, se necesitan soluciones que ayuden a las personas a corregir su postura. Los inconvenientes de las tecnologías de vigilancia disponibles han dificultado su generalización. Los investigadores han creado un tejido autoalimentado cómodo y duradero que se puede combinar con sensores para ayudar a corregir la postura en tiempo real para abordar este problema.
Los nanogeneradores triboeléctricos (TENG), que utilizan el movimiento para recolectar la energía necesaria para alimentar los sensores de seguimiento de la postura, se utilizaron para crear el tejido autoalimentado. Un algoritmo de aprendizaje automático incorporado analiza la información recopilada por los sensores y puede proporcionar retroalimentación inmediata, notificando al usuario cuándo cambiar su postura.
La tecnología fue descrita en un artículo publicado recientemente en Nanoinvestigación.
«La gente a menudo se sienta en varias malas posturas en su vida diaria, lo que resulta en dolor e incomodidad», dijo el autor del artículo Kai Dong, investigador asociado del Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing, Academia de Ciencias de China. «Esta ‘enfermedad de sentarse’ podría aliviarse si las personas pudieran observar su postura sentada en tiempo real mientras usan un tipo específico de ropa hecha con textiles inteligentes. Con el chaleco autoalimentado de monitoreo de sentado que desarrollamos, los usuarios pueden ver su cambio de postura en la pantalla y hacer los ajustes necesarios.
La tela inusual está hecha tejiendo una fibra de nailon y una fibra conductora. Las fibras del tejido se estiran y comprimen cuando el usuario se mueve. El constante movimiento y contacto de las dos fibras genera electricidad, fenómeno conocido como electrificación por contacto.
La tela se estira fácilmente, es duradera, lavable y transpirable, y se puede usar cómodamente durante largos períodos de tiempo. Esto lo hace ideal para el control de la postura a largo plazo. Según el autor del artículo, Zhong Lin Wang, profesor de Hightower de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales y profesor regente del Instituto de Tecnología de Georgia en los Estados Unidos, factores como la durabilidad y la comodidad son importantes para la forma en que las personas usan smart textiles.
“La flexibilidad, la capacidad de estiramiento y la capacidad de doblarse afectan la comodidad de los sensores portátiles”, dijo Wang. “Pero estos factores también afectan qué tan bien funciona el tejido. El tejido tiene buena elasticidad gracias a su estructura de punto, que también aumenta su rendimiento y produce una mayor tensión.
Además de la comodidad del tejido, otro aspecto importante es la fiabilidad del seguimiento de la postura. Los sensores se cosen directamente en la tela en posiciones a lo largo de la columna cervical, la columna torácica y la columna lumbar. Estas posiciones ayudan a recopilar datos sobre las posiciones encorvadas más comunes, como la postura jorobada. Los datos recopilados por los sensores luego se interpretan mediante un algoritmo de aprendizaje automático, que procesa información sobre cómo se sienta el usuario, clasifica su postura al sentarse y monitorea cómo corrige su postura cuando se le solicita. Este sistema es capaz de reconocer con precisión la postura del usuario el 96,6 % de las veces.
Con esta combinación de portabilidad y precisión, los investigadores esperan que este chaleco de monitoreo autónomo ayude a los estudiantes y personas con trabajos sedentarios a evitar el dolor, la incomodidad y los problemas de salud a largo plazo. «Creemos que el chaleco de monitoreo autoalimentado basado en TENG ofrece una solución de atención médica confiable para el monitoreo no invasivo a largo plazo», dijo Dong. «También amplía la aplicación de la electrónica portátil triboeléctrica».
El estudio fue financiado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales del Municipio de Beijing y los Fondos de Investigación Básica para Universidades Centrales.
Referencia: «Textiles de detección autoalimentados de punto para el control y la corrección de la postura sentada asistida por aprendizaje automático» por Yang Jiang, Jie An, Fei Liang, Guoyu Zuo, Jia Yi, Chuan Ning, Hong Zhang, Kai Dong y Zhong Lin Wang, mayo 24, 2022, Nanoinvestigación.
DOI: 10.1007/s12274-022-4409-0