多重感应织品通过可重新配置的织造半结构实现复杂的动态姿势识别和热疗法医疗保健
Yangyang Peng1, Fengxin Sun2, Ruru Pan1
1Laboratory of Textile Intelligent Manufacturing, College of Textile Science and Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China.
ACS sensors
|April 3, 2025
概括
一种新的多重传感织品 (MPST) 集成了压力和应变检测,用于增强体育和康复训练. 这种可穿戴技术在识别人类运动方面实现了高准确性,并提供了焦耳加热能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 织工程 织工程 织工程
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 当前的多式传感织品经常结合单一功能传感器,导致复杂和不太耐用的设计.
- 对于体育和康复等应用,需要集成,高灵敏,耐用的可穿戴传感器.
研究的目的:
- 开发一款全合一多重感应织品 (MPST),能够同时检测压力和拉伸应变.
- 评估开发的MPST的性能,耐用性和可穿戴性.
- 探索MPST在人类运动监测和热疗中的潜在应用.
主要方法:
- 设计了一个分层的织架构,以创建可重新配置的传感途径,用于集成的压力和应变检测.
- 描述了MPST的压力灵敏度,应变检测范围,耐用性和可穿戴性.
- 利用长短期记忆 (LSTM) 算法用于人类运动姿势识别.
- 评估了MPST的焦尔加热性能.
主要成果:
- 实现了极好的压力灵敏度 (0.1 kPa-1),以及广泛的应变检测范围 (0-100%).
- 证明了MPST的优越耐用性和理想的可穿戴性.
- 在使用LSTM算法识别人类运动姿势 (肘部,膝盖,脚) 中获得了97.5%的准确性.
- MPST表现出显著的焦尔加热性能,在2.5V时达到57.1°C.
结论:
- 开发的MPST为织品中集成的多模式机械刺激检测提供了一个有前途的解决方案.
- MPST表现出卓越的传感性能,耐用性和可穿戴性,适合实际应用.
- 传感和焦耳加热能力的结合使得MPST在体育训练,康复和软机器人技术中非常有价值.
