3D-spremljanje pametnih tekstilij v realnem času

Ozadje

Pametni tekstil ima velik potencial na področju športne znanosti in medicine ter celo v zabavni industriji (npr. tehnologija zajemanja gibanja). Ta tehnologija ta potencial še povečuje z ustvarjanjem 3D digitalnega dvojnika pametnega tekstila, kar omogoča merjenje deformacije in gibanja pametnega tekstila med nošenjem.

Opis izuma

Tehnologija omogoča spremljanje površinskih deformacij v realnem času na podlagi meritev sprememb elektromagnetnih značilnosti prevodnih vlaken elastičnih tekstilij med njihovim raztezanjem in krčenjem. Rekonstruirana 3D-geometrija omogoča posnemanje obnašanja tekstilija v virtualnem okolju in natančno analizo vzročnih sil, s čimer odpira vrata številnim novim aplikacijam v zabavni industriji, medicini in športu. Razvit sistem omogoča natančno rekonstrukcijo 3D-površine po deformaciji tekstilija z merjenjem elektromagnetnih značilnosti, kot so električni tok, prevodnost ali upornost. Te se nato pretvorijo v razdalje med merilnimi točkami in uporabijo za iteraktivno posodabljanje položajev oglišč shematskega 3D-modela v virtualnem okolju, s čimer se doseže njegova 3D-rekonstrukcija. Ker se elastični tekstiliji prilagajajo predmetom in silam, ki delujejo nanje, se lahko razviti sistem med drugim uporablja za sledenje gibanja, spremljanje telesnih mišic, spremljanje sil med predmeti in spremljanje gibanja predmetov, nameščenih na tekstilu.

Glavne prednosti:

• Tehnologija izkorišča samo naravo pametnih tekstilij, da so prepletena mreža električnih ali prevodnih vlaken. Koordinate je mogoče izpeljati iz presečišč teh vlaken, kar zagotavlja fizične merilne točke v prostoru v 3D-računalniškem modelu. Ko se na tekstil na primer izvaja sila, ko se razteza med nošenjem čez del telesa, se razdalje med koordinatami spremenijo, kar je mogoče izmeriti in uporabiti za 3D-model v realnem času.
• Tehnologija ponuja odlično nadomestilo za tenziomiografijo, tehniko za merjenje krčenja mišic, ki se pogosto uporablja v športni medicini in rehabilitaciji. Konvencionalna tenziomiografska naprava je zajeten kos opreme in poleg tega lahko izvaja le posamezne meritve po mišici. Pametni tekstil ima veliko merilnih točk – dobesedno vsako presečišče vlaken – in ga je mogoče nositi in zato naravno premikati (v nasprotju z ležanjem pri tenziomiografskih meritvah). Podobno se v zabavnem okolju tehnologija zajemanja gibanja zanaša na točkovne označevalce in na to, kako odbijajo svetlobo. Pri pametnem tekstilu veliko več podatkovnih točk ponuja veliko boljšo ločljivost.
• Nenazadnje se lahko programska oprema za ustvarjanje 3D-dvojčkov uporabi za katero koli vrsto pametnega tekstila, kar pomeni, da bo v prihodnosti morda možnih še veliko več aplikacij.