Créer l'appareil portable parfait pour surveiller les mouvements musculaires, fréquence cardiaque et autres minuscules bio-signaux sans se ruiner a inspiré les scientifiques à rechercher un outil plus simple et plus abordable.

Maintenant, une équipe de chercheurs du campus Okanagan de l'UBC a mis au point un moyen pratique de surveiller et d'interpréter le mouvement humain, dans ce qui pourrait être la pièce manquante du puzzle en matière de technologie portable.

Ce qui a commencé comme une recherche pour créer un capteur ultra-extensible s'est transformé en un projet interdisciplinaire sophistiqué résultant en un appareil portable intelligent capable de détecter et de comprendre le mouvement humain complexe, explique Homayoun Najjaran, professeur à l'École d'ingénierie.

Le capteur est fabriqué en infusant des nano-flocons de graphène (GNF) dans un tampon adhésif de type caoutchouc. Najjaran dit qu'ils ont ensuite testé la durabilité du minuscule capteur en l'étirant pour voir s'il peut maintenir la précision sous des contraintes allant jusqu'à 350 % de son état d'origine. L'appareil a traversé plus de 10, 000 cycles d'étirement et de relaxation tout en maintenant sa stabilité électrique.

"Nous avons testé vigoureusement ce capteur, " dit Najjaran. " Non seulement il a conservé sa forme, mais plus important encore, il a conservé sa fonctionnalité sensorielle. Nous avons en outre démontré l'efficacité de GNF-Pad en tant que technologie haptique dans des applications en temps réel en reproduisant avec précision les gestes des doigts humains à l'aide d'un doigt robotique à trois articulations. »

Le but était de faire quelque chose qui puisse s'étirer, être flexible et de taille raisonnable, et avoir la sensibilité requise, performance, Coût de production, et robustesse. Contrairement à une unité de mesure inertielle, une unité électronique qui mesure la force et le mouvement et qui est utilisée dans la plupart des technologies portables basées sur des pas, Najjaran dit que les capteurs doivent être suffisamment sensibles pour répondre à des mouvements corporels différents et complexes. Cela inclut des mouvements infinitésimaux comme un battement de cœur ou un mouvement de doigt, aux grands mouvements musculaires de la marche et de la course.

Mina Hoorfar, professeure à la School of Engineering et co-auteur de l'étude, affirme que leurs résultats pourraient aider les fabricants à créer le prochain niveau de surveillance de la santé et de dispositifs biomédicaux.

"Nous avons introduit une méthode de fabrication simple et hautement reproductible pour créer un capteur hautement sensible avec des propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles à un coût très faible, " dit Hoorfar.

Pour démontrer sa praticité, les chercheurs ont construit trois appareils portables, dont une genouillère, un bracelet et un gant. Le bracelet surveillait les battements cardiaques en détectant le pouls de l'artère. Dans une toute autre amplitude de mouvement, les bandes des doigts et des genoux surveillaient les gestes des doigts et les mouvements musculaires à plus grande échelle pendant la marche, fonctionnement, assis et debout. Les résultats, dit Hoorfar, indiquer un appareil peu coûteux qui a un haut niveau de sensibilité, sélectivité et durabilité.

La recherche, financé en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie, a été récemment publié dans le Journal des capteurs et actionneurs A :physique .