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Updated: Feb 12, 2026

Conformable Wearable Electrodes: From Fabrication to Electrophysiological Assessment
Published on: July 22, 2022
Diseño y fabricación rápidos de superficies conformes al cuerpo con corte Kirigami y aprendizaje automático
Jyotshna Bali1, Jinyang Li1, Jie Chen1,2,3
1Department of Mechanical Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, Virginia, USA.
Este estudio presenta un método rápido y de bajo costo para crear parches de rodilla personalizados y conformes al cuerpo utilizando el corte de kirigami y el aprendizaje automático. La tubería desarrollada diseña y fabrica con éxito dispositivos portátiles personalizados con alta conformidad con la piel.
Área de la Ciencia:
- Ingeniería Biomédica Ingeniería Biomédica.
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- La mecánica computacional es la mecánica computacional.
Sus antecedentes:
- Desarrollar wearables personalizados y conformes con el cuerpo para la articulación de la rodilla es un desafío.
- Los métodos existentes a menudo carecen de velocidad, asequibilidad o coincidencia precisa de la deformación.
Objetivo del estudio:
- Para crear una tubería personalizada, rápida y de bajo costo para el diseño y fabricación de parches de kirigami para la rodilla conformes con el cuerpo.
- Para integrar los principios de kirigami con el modelado basado en datos para la replicación precisa de la deformación de la piel.
Principales métodos:
- Escaneo 3D de las superficies de la rodilla para capturar la deformación de la piel (tensión longitudinal, relación de Poisson).
- Aprendizaje automático (regresión del proceso gaussiano) entrenado en datos de análisis de elementos finitos para predecir la deformación basada en longitudes de corte de kirigami.
- Diseño inverso utilizando la estrategia de evolución de adaptación de matriz de covarianza (CMA-ES) para generar diseños de parches de kirigami.
Principales resultados:
- La regresión del proceso gaussiano logró una puntuación R2 de 0,996 en la predicción de deformaciones de kirigami.
- La tubería diseñó y fabricó con éxito parches de rodilla de kirigami personalizados en menos de un día hábil.
- Los parches se ajustaron a más del 75% del área de la piel en tres sujetos.
Conclusiones:
- El proyecto inspirado en el kirigami, impulsado por el aprendizaje automático, ofrece una solución viable para el diseño de wearables personalizados.
- Este enfoque equilibra el rendimiento de la conformidad con la rentabilidad.
- Establece las bases para el desarrollo de nuevos dispositivos portátiles funcionales.
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