Telas de fibra óptica integrada
Las telas de fibra óptica están a punto de proporcionar información sobre los tipos de movimientos de quien las lleva y cómo están afectando su salud.
Por Justine Murphy
Pantalones inteligentes integrados con 30 sensores de fibra óptica de polímero en cada pierna (imagen inserta) que pueden realizar un seguimiento de los movimientos de una persona de manera no invasiva e identificar específicamente las actividades.
El término "smarty-pants" está adquiriendo un nuevo significado. Investigadores de la Universidad Federal de Espírito Santo (Brasil) han desarrollado una forma completamente no invasiva de hacer un seguimiento de la actividad física de una persona: pantalones inteligentes de fibra óptica
Este desarrollo es "parte de un proyecto más amplio relacionado con el desarrollo de textiles fotónicos para sensores portátiles de bajo costo", afirma Arnaldo Leal-Junior, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la universidad, quien lidera el proyecto. El tejido está equipado con sensores de fibra óptica de polímero (POF) transparente de 1 mm de diámetro basados en la técnica de variación de intensidad multiplexada, que implica el acoplamiento lateral entre el POF y fuentes de luz con modulación controlada. Este sistema de sensores está integrado en los pantalones, que se asemejan mucho a mallas deportivas.
"Estos sensores se basan en la variación de la potencia óptica a lo largo de la fibra", explica Leal-Junior.
Hay dos sistemas de POF para los pantalones, uno integrado en cada pierna, que contienen 30 sensores (ver Figura 1). El equipo extrajo las variaciones ópticas locales a lo largo de la fibra óptica para obtener numerosos puntos de medición en cada pierna de los pantalones. Las fibras se doblan con el movimiento, lo que provoca cambios en la potencia óptica a través de ellas, permitiendo a los investigadores identificar los tipos de movimiento.
Al eliminar pequeñas secciones del revestimiento exterior del núcleo de la fibra, crearon las áreas sensibles. Cada sensor presentó sus sensibilidades (108.03 ± 100 mV/mm), "que se utilizan en la normalización del sensor antes del análisis de datos", señala Leal-Junior.
Todos los detalles
Los relojes inteligentes y otros dispositivos portátiles de seguimiento de la salud similares pueden detectar y rastrear el movimiento. Pero los datos adquiridos son generales, sin ofrecer muchos detalles sobre las actividades exactas y cómo afectan al usuario.
En las pruebas realizadas por el equipo con los pantalones inteligentes, los voluntarios realizaron varias actividades: caminar (despacio y rápido), sentarse en una silla y en el suelo, hacer sentadillas y patear (hacia adelante y hacia atrás).
"Los datos adquiridos se analizan utilizando redes neuronales que creamos, en las que se obtienen los parámetros de marcha y las actividades realizadas por el usuario", afirma Leal-Junior. El sistema de sensores logró identificar con un 100% de precisión cada tipo de movimiento (ver Figura 2).
FIGURA 2. Los pantalones inteligentes pueden detectar con un 100% de precisión diversas actividades realizadas por el usuario, incluyendo caminar despacio, caminar rápido, hacer sentadillas, sentarse en una silla, sentarse en el suelo, patear hacia adelante y hacia atrás.
La inmunidad electromagnética de los sensores de fibra óptica "es una ventaja", afirma Leal-Junior. "Junto con su compacidad y flexibilidad, estos sensores se pueden integrar en diferentes accesorios de ropa sin afectar los movimientos naturales del usuario".
Los pantalones inteligentes de fibra óptica podrían utilizarse para monitorizar a distancia a los pacientes. El equipo se inspiró en el envejecimiento continuo de la población en general, señala Leal-Junior, lo que está generando demandas de dispositivos tecnológicos para proporcionar un monitoreo continuo de los pacientes.
"Nuestros pantalones inteligentes pueden ser utilizados en clínicas de rehabilitación para diferentes protocolos", agrega Leal-Junior, "así como en el análisis del rendimiento deportivo y el entrenamiento atlético". "Y nuestro trabajo puede habilitar una nueva generación de sensores portátiles".
*Este texto fue publicado originalmente en Laser Focus World
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