Autonomer programmierbarer Elastic-Fiber-Computer für Echtzeit-Gesundheitsüberwachung

Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

MIT-Forscher haben einen autonomen programmierbaren Computer in Form einer elastischen Faser entwickelt, der den Gesundheitszustand und die körperliche Aktivität überwachen und den Träger in Echtzeit auf potenzielle Gesundheitsrisiken aufmerksam machen kann. Kleidung, die den Fasercomputer enthielt, war bequem und maschinenwaschbar, und die Fasern waren für den Träger nahezu nicht wahrnehmbar, berichten die Forscher.

Im Gegensatz zu On-Body-Überwachungssystemen, sogenannten „Wearables“, die an einem einzigen Punkt wie der Brust, dem Handgelenk oder dem Finger angebracht sind, haben Stoffe und Kleidung den Vorteil, dass sie mit großen Bereichen des Körpers in der Nähe lebenswichtiger Organe in Kontakt kommen. Als solche stellen sie eine einzigartige Gelegenheit dar, die menschliche Physiologie und Gesundheit zu messen und zu verstehen.

Der Fasercomputer enthält eine Reihe von Mikrogeräten, darunter Sensoren, einen Mikrocontroller, einen digitalen Speicher, Bluetooth-Module, optische Kommunikation und eine Batterie, die alle notwendigen Komponenten eines Computers in einer einzigen elastischen Faser bilden.

Die Forscher fügten einem Oberteil und einem Paar Leggings vier Fasercomputer hinzu, wobei die Fasern entlang jedes Gliedes verlaufen. In ihren Experimenten betrieb jeder unabhängig programmierbare Fasercomputer ein maschinelles Lernmodell, das darauf trainiert wurde, vom Träger durchgeführte Übungen autonom zu erkennen, was zu einer durchschnittlichen Genauigkeit von etwa 70 Prozent führte.

Überraschenderweise stieg ihre kollektive Genauigkeit auf fast 95 Prozent, nachdem die Forscher den einzelnen Glasfasercomputern erlaubten, untereinander zu kommunizieren.

„Unser Körper sendet jede Sekunde Gigabyte an Daten in Form von Wärme, Schall, Biochemikalien, elektrischen Potenzialen und Licht durch die Haut, die alle Informationen über unsere Aktivitäten, Emotionen und Gesundheit enthalten. Leider wird der größte Teil – wenn nicht alles – davon absorbiert und geht dann in der Kleidung, die wir tragen, verloren. Wäre es nicht großartig, wenn wir Kleidung beibringen könnten, diese wichtigen Informationen zu erfassen, zu analysieren, zu speichern und in Form wertvoller Erkenntnisse über Gesundheit und Aktivität zu kommunizieren?“ sagte der leitende Autor Yoel Fink, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik am MIT, leitender Forscher im Research Laboratory of Electronics (RLE) und am Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN).

Der Einsatz des Glasfasercomputers zum Verständnis von Gesundheitszuständen und zur Vorbeugung von Verletzungen wird bald ebenfalls einem bedeutenden Praxistest unterzogen. Militärangehörige der US-Armee und der Marine werden eine einmonatige Winterforschungsmission in die Arktis durchführen und 1.000 Kilometer bei Durchschnittstemperaturen von -40 °F zurücklegen. Dutzende Basisschicht-Merino-Mesh-Shirts mit Fasercomputern werden Echtzeitinformationen über die Gesundheit und Aktivität der an dieser Mission namens Musk Ox II teilnehmenden Personen liefern.

„In nicht allzu ferner Zukunft werden uns Glasfasercomputer ermöglichen, Apps auszuführen und wertvolle Gesundheits- und Sicherheitsdienste aus einfacher Alltagskleidung zu erhalten. Wir freuen uns, durch unsere Partner in der US-Armee, der Marine und der DARPA bei der bevorstehenden Arktis-Mission Einblicke in diese Zukunft zu erhalten. Es ist eine Ehre und ein Privileg, dazu beizutragen, dass unsere Militärangehörigen in den rauesten Umgebungen sicher sind“, sagte Fink.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Abby Abazorius unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt. Sie müssen JavaScript aktivieren, damit Sie es sehen können.; 617-253-2709.