Fadensensor schlägt bei Sekundenschlaf Alarm
Winzige neue Sensoren der Tufts University warnen sicher bei Überlastung und Übermüdung
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Lastkraftwagen: Sensor warnt bei Ermüdung (Foto: Andreas Hermsdorf, pixelio.de) |
Boston (pte024/01.02.2021/13:55)
Winzige Sensoren, die aussehen wie ummantelte Fäden, lassen sich nutzen, um die Bewegungen von menschlichen Körperteilen zu messen. Sie können beispielsweise warnen, wenn der Kopf eines Fahrers sich zunehmend nach vorn neigt, er also einzuschlafen droht. Genauso lassen sich die Sensoren nutzen, um Bewegungen von Sportlern zu detektieren, die ihnen Schaden zufügen. Den ungewöhnlichen Sensor haben Forscher an der Tufts University https://www.tufts.edu/ in Boston/USA entwickelt.
[b]Sensor ähnelt einem Tattoo[/b]
Die Sensoren bestehen aus X-förmig angeordneten elektrisch leitenden Fäden, die eingehüllt sind in eine dünne Schicht auf Kohlenstoffbasis. Die Anordnung wird direkt auf der Haut des Probanden platziert. Sie ist so klein, dass sie kaum auffällt. Sie ähnele einem punktförmigen Tattoo, sagt Yiwen Jiang, der an der Hochschule studiert und den Sensor entwickelt hat. Wenn die Fäden verdreht werden ändert sich der elektrische Widerstand. Jiang ist es gelungen, den Sensor mit einer winzigen Stromversorgung und einem Bluetooth-Modul anzureichern, sodass die erfassten Daten auf ein Smartphone oder einen Laptop in der Nähe übertragen werden.
[b]Auswertung mit künstlicher Intelligenz[/b]
Das Auswerteprogramm basiert auf künstlicher Intelligenz. Nach einem vielstufigen Lernprozess ist es jetzt in der Lage, die Bewegungen etwa des Kopfes zu interpretieren, etwa Ermüdung festzustellen oder Drehungen, die dem Bewegungsapparat nicht gut tun. In 93 Prozent der Fälle lag das Programm in seiner Bewertung richtig, wie Tests zeigten.
„Das ist eine vielversprechende Entwicklung für die Überwachung der menschlichen Leistung und der Gesundheit, ganz ohne Kabel und Kamera", sagt Jiang, „also ohne Beeinträchtigung etwa der Bewegungsfreiheit." Bei bisherigen Systemen ist das nicht der Fall. Um Kopfbewegungen zu messen muss ein Sensor auf der Stirn und einer im Nacken befestigt werden. Die Relativbewegungen geben Aufschluss über die Aktivitäten des Probanden.
[b]Überwachung der Bewegung von Sportlern[/b]
Vor allem Sportler könnten von den neuen Sensoren profitieren. Sie sollen an mehreren Stellen des Körpers platziert werden, um Bewegungsabläufe überwachen zu können. Schon früher an der Hochschule entwickelten Fadensensoren, die in die Sportkleidung eingewebt werden, würden die Zusammensetzung des Schweißes messen, die ein Schlüsse darauf zulassen, ob ein Athlet noch Reserven hat oder bereits überlastet ist.
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