發(fā)展可穿戴式系統(tǒng) 美為老年人設(shè)計(jì)防跌電子褲

    據(jù)美國疾病控制中心報(bào)告，每年有近1/3的70歲以上老年人有跌倒經(jīng)歷，這些跌倒的老年人中有1/4會(huì)受傷。據(jù)美國物理網(wǎng)近日報(bào)道，美國弗吉尼亞理工大學(xué)的工程團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種電子褲，可幫助確定哪些老人具有高跌倒風(fēng)險(xiǎn)，從而有可能減少由于跌倒事故而受傷的老人數(shù)量。 

　　該校電子工程系教授湯姆•馬丁和馬克•瓊斯設(shè)計(jì)的這種電子紡織褲，內(nèi)嵌有數(shù)個(gè)電子標(biāo)簽，這些小小的印刷電路板內(nèi)含有微控制器、傳感器及通訊器件。研究人員將4個(gè)帶有陀螺儀和加速度計(jì)的電子標(biāo)簽分別貼附在受測者的腳踝和膝蓋處，2個(gè)帶有加速度計(jì)的電子標(biāo)簽則貼附在身體兩側(cè)的髖關(guān)節(jié)上，而且每只腳的腳跟處都有一個(gè)壓電傳感器與褲子上的電子標(biāo)簽相連接。 

　　該裝置由1個(gè)貼在腰間的9伏電池供電。在步行實(shí)驗(yàn)中，電子標(biāo)簽收集的數(shù)據(jù)被傳送給一個(gè)單獨(dú)的藍(lán)牙電子標(biāo)簽，再由其通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸給一臺(tái)主機(jī)電腦。 

　　研究人員通過比較兩組測試人員的結(jié)果來測試這種電子褲的可行性。在這兩組測試人員中，一組由9個(gè)健康人(青年和老年均有)組成，另一組則由4名有過跌倒醫(yī)療記錄的老年人組成。參與測試人員在一臺(tái)跑步機(jī)上以不同速度行走，同時(shí)傳感器監(jiān)測在6個(gè)關(guān)節(jié)處的局部擾動(dòng)。 

　　這些局部擾動(dòng)，譬如隨步而變的踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)對照測試組間是不同的。根據(jù)兩個(gè)不同參數(shù)(角速度和垂直加速度)，研究人員就能確定在不同步行速度下，哪個(gè)關(guān)節(jié)具有明顯的不穩(wěn)定性。 

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，整體而言，由電子褲測量到的兩個(gè)組的局部動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性明顯不同，這也意味著電子褲能夠?qū)⒁粋€(gè)具有高跌倒風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)體同對照組中的健康人員準(zhǔn)確區(qū)別開來。研究人員解釋說，這些局部不穩(wěn)定性的測量，也許能揭示人類運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)如何能更好地對步態(tài)周期間的微小擾動(dòng)進(jìn)行彌補(bǔ)，這些微小擾動(dòng)往往由不平的路面或人體自身運(yùn)動(dòng)控制錯(cuò)誤造成。 

　　由于這種電子褲可以不受察覺地連接至遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)施，將使老年人能夠獨(dú)立生活的時(shí)間更長，電子褲就是他的“保護(hù)神”。當(dāng)電子褲檢測到個(gè)體步態(tài)的不穩(wěn)定性后，系統(tǒng)就能報(bào)知醫(yī)療設(shè)施及本人，提醒他們盡量避開不安全的路面。 

　　弗吉尼亞理工大學(xué)運(yùn)動(dòng)研究實(shí)驗(yàn)室主任瑟蒙•洛克副教授說，發(fā)展可穿戴式系統(tǒng)的主要問題之一是人們是否愿意穿用。舒適性和技術(shù)創(chuàng)新將是未來穿戴式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。研究人員表示，未來他們將為這一穿戴式系統(tǒng)增加更多的診斷功能，如量血壓、測血液中的含氧量等。他們也正在研究設(shè)計(jì)其他人性化可穿戴式系統(tǒng)，如可佩戴在手腕上的珠寶狀可穿戴式系統(tǒng)等。