Hilos minúsculos capaces de registrar los movimientos de nuestro cuello

Los sensores portátiles convencionales para medir los movimientos corporales de la persona que los lleva puestos incluyen a menudo giroscopios de 3 ejes, acelerómetros y magnetómetros para detectar el movimiento del sujeto en relación con su entorno.

Esos sensores se basan en mediciones inerciales (que cuantifican cómo acelera, gira o se mueve el cuerpo hacia arriba y hacia abajo) y suelen ser voluminosos e incómodos.

Por ejemplo, con esos sistemas, para medir el movimiento de la cabeza es necesario colocar un sensor en la frente y otro en el cuello, por encima de las vértebras.

La colocación intrusiva de este equipamiento puede interferir con el libre movimiento de los sujetos o simplemente con la conveniencia de que se comporten con naturalidad, sin ser conscientes a cada momento del hecho de que se les está midiendo.

El equipo de Yiwen Jiang, de la Universidad Tufts en Estados Unidos, ha creado y demostrado sensores flexibles basados en hilos especiales que pueden medir el movimiento del cuello, proporcionando datos sobre la dirección, el ángulo de rotación y el grado de desplazamiento de la cabeza.

El avance plantea la posibilidad de crear parches delgados y discretos, similares a un tatuaje, que podrían medir el rendimiento deportivo; vigilar la fatiga de conductores de vehículos, operarios de maquinaria peligrosa y otros trabajadores; ayudar en la fisioterapia; mejorar los videojuegos y los sistemas de realidad virtual; y mejorar las imágenes generadas por computador en películas y otras producciones audiovisuales.

En sus experimentos, los investigadores colocaban dos hilos en forma de “X” en la nuca de un sujeto.

Recubiertos con una tinta basada en el carbono y conductora de electricidad, los sensores detectan el movimiento cuando los hilos se doblan, creando una tensión estructural que cambia la forma en que conducen la electricidad.

En los experimentos, cuando el sujeto realizaba una serie de movimientos de la cabeza, los hilos enviaban señales a un pequeño módulo Bluetooth, que a su vez transmitía los datos de forma inalámbrica a un computador o smartphone para su análisis.

El análisis de los datos incluyó sofisticados enfoques de aprendizaje automático para interpretar las señales y permitir cuantificar los movimientos de la cabeza en tiempo real, con una precisión del 93 por ciento.

De este modo, los sensores y el procesador rastrean el movimiento sin interferencias de cables, dispositivos voluminosos ni condiciones limitantes como el uso de cámaras o el confinamiento en una sala de laboratorio.

Aunque habrá que especializar los algoritmos para cada lugar del cuerpo, la demostración básica del concepto hace presagiar que los sensores de hilo podrán utilizarse para medir el movimiento en otras extremidades del cuerpo, según los investigadores.

Parches para la piel o incluso ropa ajustada que contenga los hilos, podrían utilizarse para monitorizar el movimiento corporal en entornos en los que dicha monitorización sea importante.

El hecho de que no se necesite una cámara proporciona una mayor privacidad.

Una de las múltiples aplicaciones de esta nueva tecnología podría estar, por ejemplo, en la carretera.

Un sensor de este tipo podría alertar a un camionero en ruta de que está cansándose peligrosamente.

Fuente: Noticias de la Ciencia