Ta čevelj bi lahko spremenil spremljanje Parkinsonove bolezni

Pametni čevelj za analizo hoje brez baterije

Na prvi pogled običajen športni čevelj, v peti pa tehnologija, ki analizira gibanje in jo poganjajo kar koraki. Bi lahko takšen čevelj v prihodnje pomagal spremljati Parkinsonovo bolezen in ocenjevati tveganje za padce?

Pametne ure in druge nosljive naprave potrebujejo redno polnjenje. Novi pametni čevelj pa električno energijo proizvaja med hojo: naprava, vgrajena v podplat, pretvarja pritisk in trenje ob vsakem koraku v elektriko, ki napaja sistem za analizo gibanja.

Raziskavo je vodil Simiao Niu, docent za biomedicinsko inženirstvo na univerzi Rutgers, izsledke pa so objavili v znanstveni reviji Science Advances.

Prepozna, kako se gibate

Senzor v čevlju spremlja gibanje stopala v treh smereh. Majhen procesor nato s pomočjo umetne inteligen ce vsak 15-sekundni odsek razvrsti v eno od štirih dejavnosti: počasno hojo, hitro hojo, tek ali hojo po stopnicah. Pri prepoznavanju teh dejavnosti je sistem dosegel 95,4-odstotno natančnost. Poleg tega šteje korake in ocenjuje porabo kalorij.

Analiza poteka neposredno v čevlju, zato sistemu ni treba nenehno pošiljati podatkov na telefon ali računalnik. To zmanjšuje porabo energije. V laboratorijskih preizkusih je že počasna hoja ustvarila dovolj elektrike za delovanje celotnega sistema.

Pametni čevelj s tehnologijo za analizo hoje — Prototip pametnega čevlja univerze Rutgers z razkritimi elektronskimi komponentami in napravo, ki pritisk in trenje med hojo pretvarja v električno energijo za analizo gibanja.Foto: Veronica Mendez/Rutgers University, Profimedia

Kaj lahko o zdravju pove naša hoja?

Hitrost, dolžina korakov, ritem in ravnotežje so pomembni podatki pri ocenjevanju hoje. Spremembe lahko zdravnikom ponudijo informacije o napredovanju bolezni ali poteku rehabilitacije. Zdravniki hojo pogosto ocenjujejo med kratkim pregledom v ambulanti. Nosljiva naprava pa bi lahko v prihodnje omogočila spremljanje gibanja tudi med vsakodnevnimi opravili in skozi daljše obdobje.

Raziskovalci zato vidijo možnost uporabe podobnih čevljev pri spremljanju ljudi s Parkinsonovo boleznijo in drugimi motnjami gibanja ter okrevanja po poškodbah možgan ov ali hrbtenjače. Po nadaljnjem razvoju in kliničnih preizkusih bi lahko pomagali tudi pri zaznavanju neobičajnih vzorcev hoje in ocenjevanju tveganja za padce.

Za zdaj še prototip

Čevelj še ni medicinski pripomoček. Razvili so ga na podlagi podatkov štirih zdravih prostovoljcev, starih od 23 do 26 let. Pri starejših, ljudeh z motnjami gibanja in bolnikih med rehabilitacijo ga še niso preizkusili. Prav tako še ne more diagnosticirati bolezni, napovedati padca ali oceniti, ali zdravljenje deluje. Dosežena 95,4-odstotna natančnost se nanaša na prepoznavanje vrst gibanja, ne na odkrivanje Parkinsonove bolezni.

Prototip pa že kaže, da lahko naši koraki zagotovijo dovolj energije za sprotno analizo gibanja – brez baterije, ki bi jo morali polniti.