Calzini intelligenti in tessuto elettronico possono avvisare gli anziani del rischio di cadute / E-textile smart sock can alert older people to the risk of falls

Calzini intelligenti in tessuto elettronico possono avvisare gli anziani del rischio di cadute / E-textile smart sock can alert older people to the risk of falls

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il sensore di movimento incorporato nel filato /  The motion sensor embedded in yarn.

Un nuovo calzino intelligente creato da un gruppo di esperti in tessuti elettronici della Nottingham Trent University promette di avvisare le persone anziane del rischio di cadute.

I ricercatori hanno creato un prototipo di sopra-calza che rileva le quasi cadute, tra cui scivolamenti, inciampi o cadute accidentali, con una precisione superiore al 94%, in grado di informare operatori sanitari e professionisti in modo che possano intervenire per prevenire una caduta effettiva.

Le quasi cadute sono un indicatore indipendente di cadute gravi e la ricerca dimostra che possono aiutare i medici a valutare il rischio di caduta negli anziani.

"Le cadute possono avere effetti devastanti sulla qualità della vita delle persone anziane", ha affermato il Dott. Theodore Hughes-Riley, dell'Advanced Textiles Research Group (ATRG) della Nottingham School of Art & Design, professore associato di tessuti elettronici. "E con l'invecchiamento della popolazione, le cadute continueranno ad avere un impatto significativo sulle persone anziane, causando perdita di fiducia e maggiore fragilità".

l sovra-calzino è dotato di un sensore di movimento integrato alla caviglia e può essere collegato ad un dispositivo connesso a Internet tramite un microcontrollore rimovibile tramite Bluetooth. Il circuito elettronico non è percepibile da chi lo indossa ed il sensore di movimento è incapsulato in una resina, quindi è lavabile. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Electronic Textile Materials.

Nel loro articolo, il gruppo ha affermato che gli E-yarns con rilevamento del movimento impiegano un'unità di misura inerziale (IMU) MPU-6050 incorporata, ovvero un'IMU a 6 assi con un accelerometro a 3 assi ed un giroscopio a 3 assi.

Gli e-yarn integrati nell'MPU-6050 sono stati quindi realizzati in tre fasi. Innanzitutto, dieci fili Litz isolati sono stati saldati sull'IMU. La seconda fase ha comportato l'incapsulamento dell'IMU saldata e di un filato di Vectran di supporto (una fibra sintetica, filata da un polimero a cristalli liquidi) all'interno di un micro-pod in resina polimerizzabile a raggi UV di dimensioni 4 mm × 4 mm × 1 mm. I fili Litz sono stati tutti posizionati in una direzione, parallelamente al filato di Vectran.

Il passaggio finale ha richiesto che l'IMU incapsulata, i fili ed il Vectran fossero rivestiti con una guaina intrecciata per consolidare il filato finale ed aumentarne la resistenza. Il risultato è stato un filato E finale largo 5,4 mm nel punto più largo, meccanicamente robusto e con l'aspetto di un filato tessile, ha osservato il gruppo.  

Un algoritmo può elaborare i dati ed individuare qualsiasi movimento anomalo, distinguendo tra una caduta ed una quasi caduta. Secondo la NTU, l'obiettivo è che, una volta che il copricalzino rileva una caduta effettiva, la tecnologia avvisi gli operatori sanitari di emergenza in modo che possano intervenire se necessario.

I risultati della ricerca sono il frutto degli studi di dottorato della ricercatrice Zahra Rahemtulla, che ha affermato: "Oltre a rilevare le quasi cadute, è importante che la tecnologia possa dare l'allarme quando qualcuno è caduto davvero e si è fatto male gravemente.

"Quando una persona anziana cade, può rimanere priva di sensi od immobile sul pavimento per un lungo periodo di tempo, senza riuscire a chiedere aiuto."

Rahemtulla ha continuato: "Quindi, avvisando in tempo reale gli assistenti e gli operatori sanitari delle cadute, le persone anziane potranno ricevere le cure di cui potrebbero aver disperatamente bisogno, il che potrebbe contribuire a salvare vite umane".

ENGLISH

A new smart sock created by an electronic textiles team at Nottingham Trent University promises to alert older people to the risk of falls.

Researchers created a prototype over-sock which detects near-falls - which include slips, trips or stumbles - with over 94 per cent accuracy, which can inform carers and professionals so that action can be taken to prevent an actual fall.

Near-falls are an independent predictor of substantial falls and research shows that they may help clinicians assess the fall risk in older adults.

“Falls can be devastating to the quality of life of older people,” said Dr Theodore Hughes-Riley, of the Advanced Textiles Research Group (ATRG) at Nottingham School of Art & Design, who is an associate professor in electronic textiles. “And with a rise in the ageing population, falls will only continue to have a significant impact on older people, causing loss of confidence and increased frailty.”

The over-sock features a motion sensor embedded at the ankle and can be connected to an internet enabled device via a detachable microcontroller using Bluetooth. The electronic circuitry cannot be felt by the wearer, and the motion sensor is encapsulated in a resin so it is washable. The team’s findings have been published in Electronic Textile Materials.

In their paper, the team said that the motion sensing E-yarns employ an embedded MPU-6050 inertial measurement unit (IMU), which is a 6-axis IMU with a 3-axis accelerometer and a 3-axis gyroscope.

The MPU-6050 embedded e-yarns were then manufactured in three-steps. First, ten insulated Litz wires were soldered onto the IMU. The second step involved the encapsulation of the soldered IMU and a supporting Vectran yarn (a manufactured fibre, spun from a liquid-crystal polymer) within a UV curable resin micro-pod measuring 4mm×4mm×1mm. The Litz wires were all positioned in one direction, parallel to the Vectran yarn.

The final step required the encapsulated IMU, plus the wires and Vectran, to be covered in a braided sheath to consolidate the final yarn and add strength. This resulted in a final E-yarn that was 5.4mm at its widest point, was mechanically robust, and had the appearance of a textile yarn, the team noted.  

An algorithm can process the data and spot any unusual motion and differentiates between a fall or a near-fall. According to NTU, the aspiration is that once the over-sock detects an actual fall, then the technology alerts emergency care workers so that action can be taken if necessary.

The research results are the cumulation of researcher Zahra Rahemtulla’s PhD studies, who said: “As well as detecting near-falls, it is important that the technology can raise the alarm when somebody has had an actual fall and badly injured themselves.

“When an older person experiences a fall, they can be left unconscious or immobile on the floor for a long period of time and unable to call for help.”

Rahemtulla continued: “So by alerting carers and medical professionals to falls in real time, older people will be able to receive the treatment that they may badly need, which could help save lives.”

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/e-textile-smart-sock-can-alert-older-people-to-the-risk-of-falls