压力感应垫和鞋子可以改善医疗保健和视频游戏

麻省理工学院的研究人员创造了一种与机器学习系统相连的智能纺织品。
MIT 3D knits
麻省理工学院的智能纺织品可以感知您的动作。Irmandy Wicaksono / MIT

您穿的衣服并不智能——棉和合成纤维的混纺材料中没有任何传感器。但麻省理工学院的科学家们构想了一种不同寻常的材料。

麻省理工学院的研究人员使用一种独特设计的塑料纱线,制成了一种名为 3DKnITS 的针织纺织品,并在其中嵌入了压力传感器。在实验中,他们用这种材料制作了鞋子和垫子。他们还将其与一个硬件和软件系统(包括机器学习组件)配对,该系统测量并解释传入的压力传感器数据,并利用这些数据来预测人的动作。他们的设计将在 IEEE 工程与医学生物学学会会议上进行介绍。

能够感知用户动作的智能纺织品可能在医疗保健领域很有用,例如,用于监测步态或运动后的恢复情况。运动员可以穿着它们来获得关于他们动作的反馈,或者它们可以用于创建更好的电子游戏界面。

在测试中,研究人员将纺织品连接到 《我的世界》电子游戏中,将其用作控制器在虚拟世界中移动。它可以根据用户踩在哪个脚上来检测他们是想向左还是向右平移,以及他们是想跳跃、行走还是奔跑。

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他们还将这些垫子用作瑜伽练习的一部分,以便根据在纺织品表面感知到的压力分布,查看它对鹰式、树式或战士式等姿势的检测效果。

对于这种织物,在两根线相交的每个点都有一个压力传感器。一个无线电路扫描并测量施加在每个传感器上的力。压力输入显示在连接的电脑屏幕上,显示为一个热图,然后将这个图像输入到一个深度学习系统中,该系统经过训练,可以使用热图来预测姿势、体态或运动。训练后,研究人员声称该系统能够以 99.6% 的准确率对行走、跑步和俯卧撑等身体活动进行分类。它还能以 98.7% 的准确率识别七种瑜伽姿势。

该团队声称,他们还可以将这些纺织品制成袜子、袖套等。他们还可以通过 3D 扫描或 3D 打印人体部位来定制贴合度,然后通过蒸汽或加热纺织品将其塑造成所需的形状。在另一项创意事业中,该团队将这种纺织品制成了一种类似魔法地毯的东西,它可以根据舞者的步伐来调整音景中的音乐。

在下方观看纺织品的测试视频

 

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Charlotte Hu

助理科技编辑

Charlotte 是《趣味科学》的助理科技编辑。她对了解我们与技术的关系如何变化以及我们如何在网上生活感兴趣。


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