کفش هوشمند دانشگاه بریستول: گامی نو در حفظ تعادل و کاهش خطر سقوط سالمندان

الهام‌بخش یک اختراع

دکتر جیانگ لی، مدرس مهندسی برق در دانشگاه بریستول، پس از مشاهده معلم ۸۹ ساله‌اش، پیتر لانگلوئیس، که هنگام راه رفتن دچار لغزش می‌شد، به فکر توسعه این کفش هوشمند افتاد. لی درباره معلمش می‌گوید: «او از ابتدای تحصیلات دکترایم از حامیان اصلی من بوده است و شگفت‌انگیز است که حتی در سن ۸۹ سالگی نیز با دقت مقالات گروه تحقیقاتی ما را بررسی می‌کند. ذهن او هنوز فوق‌العاده تیز است و فداکاری‌اش واقعاً الهام‌بخش است.»

این مشاهده، دکتر لی را بر آن داشت تا خطرات قابل توجه زمین خوردن در میان سالمندان، به ویژه کسانی که تنها زندگی می‌کنند، را مورد بررسی قرار دهد و به دنبال راه حلی عملی با استفاده از فناوری‌های نیمه‌هادی باشد.

فناوری پیشرفته در دل کفش

این کفش جدید دارای کفی مجهز به صدها حسگر کوچک است که قادر به جمع‌آوری داده‌های بلادرنگ در مورد الگوهای راه رفتن هستند. این داده‌ها سپس از طریق تبلت یا تلفن همراه نمایش داده و تجزیه و تحلیل می‌شوند و امکان نظارت دقیق بر تعادل و حرکت در زندگی روزمره را فراهم می‌کنند.

این فناوری به یک تراشه الکترونیکی پیشرفته متکی است که می‌تواند همزمان داده‌ها را از ۲۵۳ حسگر تعبیه شده در کف کفش بخواند. این داده‌ها برای ایجاد تصاویری که نقاط فشار روی پا را نشان می‌دهند و ارزیابی پایداری راه رفتن استفاده می‌شوند. نقشه برداری دقیق از حرکت پا می‌تواند زمین خوردن‌های احتمالی را در مراحل اولیه آشکار کند و به کاربران کمک کند تا استقلال خود را با خیال راحت در خانه‌هایشان حفظ کنند.

ویژگی‌ها و کاربردها

• مصرف انرژی پایین: این دستگاه با یک باتری کم ولتاژ تغذیه می‌شود که فقط حدود ۱۰۰ میکرووات مصرف می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا سه ماه قبل از نیاز به شارژ مجدد کار کند.
• اتصال‌پذیری: می‌توان آن را به دستگاه‌های کوچکی مانند تلفن‌های همراه یا ساعت‌های هوشمند متصل کرد.
• پیش‌بینی دقیق: توانایی پیش‌بینی زمین خوردن‌ها قبل از وقوع می‌تواند تفاوت واقعی در کیفیت زندگی افراد مسن ایجاد کند.

آینده توسعه و تولید

جنبه‌های علمی این دستگاه قرار است در کنفرانس موسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) به متخصصان صنعت ارائه شود که گامی مهم در جهت توسعه تجاری آن محسوب می‌شود. این محقق خاطرنشان کرده است که این طرح قابلیت تولید انبوه و کم‌هزینه دارد و می‌تواند منجر به یک کفی کفش هوشمند شود که مراقبت از سالمندان را متحول خواهد کرد.

مرحله بعدی شامل انجام آزمایش‌های بالینی گسترده برای تأیید دقت دستگاه در پیش‌بینی خطر زمین خوردن، همراه با همکاری با شرکای بخش‌های پزشکی و صنعتی برای تبدیل این نوآوری به یک محصول در دسترس گسترده خواهد بود.