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  • Comment le kirigami peut nous aider à étudier l'activité musculaire des athlètes

    Patch kirigami élastique pour l'analyse électromyographique du muscle de la paume lors d'un lancer de baseball Crédit :Université Waseda

    Les prochains Jeux Olympiques et Paralympiques de Tokyo en 2020 représentent une grande opportunité pour les gouvernements de promouvoir un mode de vie sain et le sport, et le tournant de la décennie est une excellente occasion de montrer comment les récents développements technologiques peuvent être utilisés pour nous aider à comprendre le mouvement humain pendant le sport. À cet égard, la combinaison de caméras ultra-rapides et de capteurs électromyographiques de surface, qui enregistrent l'activité électromyographique des muscles de la paume, a été utilisé pour mieux comprendre le contrôle fin que les athlètes et les sportifs exercent sur les muscles de leur paume.

    Cependant, les appareils conventionnels d'électromyographie de surface utilisent de petites électrodes qui sont fixées à la peau et à des fils, qui restreignent la libre circulation. Modules tout-en-un contenant des électrodes, amplificateurs, et les émetteurs sans fil n'aident à résoudre ce problème que dans une certaine mesure; ces modules ne sont pas adaptés à certaines parties du corps, comme les paumes ou les semelles. Pendant le lancer au baseball, par exemple, le ballon est en contact direct avec les muscles de la paume, et les modules intégrés ne peuvent être employés sans gêner l'utilisateur. Même si des électrodes ressemblant à de la peau étaient utilisées, les forces élevées et les frottements impliqués les briseraient. Cela a limité les études électromyographiques à d'autres parties des bras et des jambes.

    Pour résoudre ce problème, une équipe de recherche conjointe de l'Université Waseda et de l'Université Kitasato, Le Japon s'est inspiré d'une forme d'art traditionnelle japonaise appelée kirigami, préparer un patch durable semblable à une peau pour mesurer l'activité électromyographique des muscles de la paume, et ont publié leurs conclusions dans NPG Asie Matériaux . Contrairement au plus connu origami , kirigami l'artisanat contient à la fois des plis et des coupures de papier. De façon intéressante, il est possible d'utiliser la technique du kirigami pour créer des feuilles conductrices isolées ultrafines qui sont également largement pliables et extensibles.

    "En coupant une feuille conductrice dans un motif kirigami spécial et en la scellant avec du caoutchouc de silicone, nous avons réussi à créer des câblages élastiques et isolés qui minimisent le décalage mécanique entre la peau et l'appareil pendant l'exercice, " rapporte le Dr Kento Yamagishi de l'Université de Waseda (actuellement, Université de technologie et de design de Singapour), l'auteur principal de l'article. Ces fils ont été combinés avec une autre de leurs inventions précédentes :des nanofeuilles conductrices qui peuvent être utilisées sur la paume ou la plante des pieds sans problème.

    Ces deux appareils forment ensemble un patch kirigami élastique qui peut capter les signaux électromyographiques dans les zones difficiles et les transporter vers un appareil Bluetooth placé dans une zone moins intrusive, comme l'avant-bras. L'équipe de recherche a testé son invention en mesurant les signaux électromyographiques de l'un des muscles de la paume d'un joueur de baseball expérimenté lors du lancement de balles courbes et de balles rapides, trouver des différences significatives entre les deux types de lancer.

    "Notre patch kirigami élastique servira de dispositif à peine perceptible pour étudier l'activité des muscles de la paume des athlètes sans interférer avec leurs performances, " remarque Assist. Prof. Tomoyuki Nagmi de l'Université de Kitasato. " Ce système de mesure électromyographique de surface permettra l'analyse du mouvement dans les zones musculaires de la paume inexplorées, conduisant à une meilleure compréhension de l'activité musculaire dans un large éventail de performances sportives et même artistiques ou musicales, " Assoc. Prof. Toshinori Fujie de l'Université de Waseda (actuellement, Institut de technologie de Tokyo), qui a dirigé la recherche, conclut. Il existe également des applications potentielles dans la recherche médicale pour les troubles moteurs actuellement inexplicables, comme les yips. Il est clair qu'une meilleure compréhension de notre propre corps pendant l'exercice pourrait nous aider à mieux performer et à mener une vie plus saine.


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