Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Pohang en Corée du Sud ont développé un capteur de contrainte durable capable de détecter des mouvements corporels complexes. La technologie sera utile pour les patients en réadaptation physique, permettant aux physiothérapeutes d’évaluer leurs mouvements de manière très détaillée et de mesurer leurs progrès. Les capteurs de contrainte conventionnels sont souvent affectés par la chaleur et l’humidité, ce qui les rend moins durables en tant que dispositifs portables, et ils détectent généralement uniquement les contraintes biaxiales, fournissant moins de détails que ces nouveaux capteurs. La nouvelle technologie utilise la vision par ordinateur, grâce à laquelle un algorithme examine les images numériques de la déformation du capteur et calcule les mouvements du porteur du capteur.
La rééducation physique permet aux patients de retrouver leur mobilité après une blessure, une maladie ou une intervention médicale. Les physiothérapeutes et les cliniciens souhaitent caractériser les mouvements de ces patients, par exemple déterminer leur amplitude de mouvement, leur démarche, etc. Cela leur permet non seulement de quantifier la mobilité d’un patient, mais également de suivre ses progrès au fil du temps.
À ce jour, les chercheurs ont développé de nombreuses nouvelles technologies qui peuvent être utiles dans ce domaine, des capteurs de mouvement aux appareils portables. Les capteurs de contrainte fixés à la peau constituent un moyen utile d’évaluer les mouvements dans des régions spécifiques du corps, mais les capteurs existants présentent certaines limites. Cela inclut un processus de fabrication compliqué et une vulnérabilité à la température et à l’humidité, ce qui constitue un inconvénient pour un objet censé résider en contact étroit avec la peau. Ils ne peuvent également généralement mesurer la déformation que sur deux axes.
Pour développer un meilleur capteur, ces chercheurs se sont tournés vers des capteurs optiques utilisant la vision par ordinateur pour mesurer la contrainte. Cela implique une caméra miniature à l’intérieur du capteur qui visualise un film de silicium à micro-motifs qui bouge avec la peau. La caméra peut visualiser le film tel qu’il est déformé par les mouvements physiques du porteur, puis le système peut utiliser des techniques de vision par ordinateur pour interpréter ces mouvements.
Les chercheurs ont appelé leur technologie des capteurs de déformation optique basés sur la vision par ordinateur (CVOS) et ont jusqu’à présent montré que les capteurs peuvent détecter des mouvements de rotation sur trois axes et fournir une cartographie des déformations multiaxiales en temps réel. Le système intègre également un algorithme d’IA qui permet de réduire les artefacts et les erreurs dans les données, et les capteurs sont robustes, maintenant leurs performances sur 10 000 cycles d’utilisation.
« Les capteurs CVOS excellent dans la distinction des mouvements du corps dans diverses directions et angles, optimisant ainsi les interventions de rééducation efficaces », a déclaré Sung-Min Park, chercheur impliqué dans l’étude. « En adaptant les indicateurs de conception et les algorithmes pour les aligner sur des objectifs spécifiques, les capteurs CVOS ont un potentiel illimité pour des applications dans tous les secteurs. »
Étude dans un journal npj Electronique Flexible: Cartographie des déformations multiaxiales en temps réel à l’aide de capteurs optiques intégrés à la vision par ordinateur
Via : Université des sciences et technologies de Pohang