Les chercheurs d'UMass Amherst ont développé des textiles à détection physiologique qui peuvent être tissés ou cousus dans des vêtements de nuit qu'ils ont surnommés « phyjamas ». Leur travail repose sur l'idée que même si les vêtements de nuit sont portés de manière lâche, par endroits, les capteurs peuvent appuyer contre le corps par contact avec des surfaces externes, comme le torse contre une chaise ou un lit, un bras appuyé sur le corps ou une légère pression d'une couverture. Crédit :UMass Amherst/Andrew lab
Les scientifiques s'attendent à ce qu'à l'avenir, vêtements électroniquement actifs contenant des vêtements discrets, appareils portables pour surveiller la fréquence cardiaque et le rythme respiratoire pendant le sommeil, par exemple, s'avérera cliniquement utile dans les soins de santé. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université du Massachusetts à Amherst ont mis au point des textiles à détection physiologique qui peuvent être tissés ou cousus dans des vêtements de nuit qu'ils ont surnommés « phyjamas ».
Les étudiants diplômés Ali Kiaghadi et S. Zohreh Homayounfar, avec leurs professeurs Trisha L. Andrew, un chimiste des matériaux, et informaticien Deepak Ganesan, présentera ses vêtements de nuit de surveillance de la santé à la conférence Ubicomp 2019 cette semaine à Londres, Royaume-Uni. Un article détaillant le travail a été choisi pour publication dans les Actes de l'ACM sur Interactive, Mobile, Technologies portables et omniprésentes (IMWUT).
Comme l'explique André, « Le défi auquel nous avons été confrontés était de savoir comment obtenir des signaux utiles sans modifier l'esthétique ou le toucher du textile. En général, les gens supposent que les textiles intelligents se réfèrent à des vêtements étroitement portés qui ont divers capteurs intégrés pour mesurer les signaux physiologiques et physiques, mais ce n'est clairement pas une solution pour les vêtements de tous les jours et, en particulier, vêtements de nuit."
Ganesan ajoute, « Notre idée était que même si les vêtements de nuit sont portés de manière lâche, il y a plusieurs parties d'un tel textile qui sont pressées contre le corps en raison de notre posture et du contact avec les surfaces externes. Cela inclut la pression exercée par le torse contre une chaise ou un lit, pression lorsque le bras repose sur le côté du corps pendant le sommeil, et une légère pression d'une couverture sur les vêtements de nuit."
Capteur de pression textile associé à un capteur triboélectrique. Crédit :UMass Amherst/Andrew lab.
"De telles régions sous pression du textile sont des emplacements potentiels où nous pouvons mesurer les mouvements balistiques causés par les battements cardiaques et la respiration, " il explique, "et ceux-ci peuvent être utilisés pour extraire des variables physiologiques." La difficulté est que ces signaux peuvent être individuellement peu fiables, en particulier dans les vêtements amples, mais les signaux de nombreux capteurs placés sur différentes parties du corps peuvent être combinés intelligemment pour obtenir une lecture composite plus précise.
André, Ganesan et ses collègues expliquent que leur équipe a dû proposer plusieurs nouvelles idées pour faire de leur vision une réalité. Ils ont réalisé qu'il n'existe pas de méthode basée sur le tissu pour détecter les changements continus et dynamiques de pression, en particulier compte tenu des petits signaux qu'ils devaient mesurer. Ils ont donc conçu un nouveau capteur de pression à base de tissu et l'ont combiné avec un capteur triboélectrique - activé par un changement de contact physique - pour développer une suite de capteurs distribués qui pourrait être intégrée dans des vêtements amples comme des pyjamas. Ils ont également développé des analyses de données pour fusionner les signaux de nombreux points en tenant compte de la qualité du signal provenant de chaque emplacement.
Les auteurs rapportent que cette combinaison leur a permis de détecter des signaux physiologiques dans de nombreuses postures différentes. Ils ont réalisé plusieurs études d'utilisateurs dans des environnements contrôlés et naturels et ont montré qu'ils peuvent extraire des pics de rythme cardiaque avec une grande précision, rythme respiratoire avec moins d'un battement par minute d'erreur, et prédire parfaitement la posture de sommeil.
« Nous nous attendons à ce que ces avancées puissent être particulièrement utiles pour le suivi des patients âgés, dont beaucoup souffrent de troubles du sommeil, " dit Andrew. " Les appareils portables de la génération actuelle, comme les montres connectées, ne sont pas idéales pour cette population car les personnes âgées oublient souvent de porter systématiquement ou résistent au port d'appareils supplémentaires, tandis que les vêtements de nuit font déjà partie de leur quotidien. Plus que ça, votre montre ne peut pas vous dire dans quelle position vous dormez, et si votre posture de sommeil affecte la qualité de votre sommeil ; notre Phyjama peut."
Ce travail a été renforcé par l'affiliation de Ganesan et Andrew avec l'Institut des sciences appliquées de la vie (IALS) de l'UMass Amherst, qui se concentre sur la traduction de la recherche en sciences de la vie en produits qui améliorent la santé humaine. Le directeur Peter Reinhart de l'IALS a déclaré :« C'est passionnant de voir la prochaine génération de technologies portables qui ne nécessitent aucun effort et abordent de front le problème du confort et de la discrétion. Les données générées par les capteurs à base de tissu ont le potentiel d'améliorer la santé et le bien-être, et pourrait éventuellement contribuer au diagnostic précoce de multiples troubles. »
