سنجش فشار پا در لحظه با کفی‌های هوشمند چاپ 3 بعدی شده

کفی‌های هوشمند جدیدی طراحی شده‌اند که با فرآیند ارزان و سریع‌تولید چاپ سه بعدی به راحتی قابل ساخت هستند و برای نقشه برداری فشار پا در حال حرکت و کمک به رفع خستگی کاربر طراحی شده‌اند.

کد خبر: ۵۹۸۷۰۰

تاریخ: ۲۵ اسفند ۱۴۰۱ - ۱۵:۳۰

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیو اطلس، چه ورزشکار باشید و چه کسی که درد پا را تجربه می‌کند، مهم است که قسمت‌های پرفشار در کف کفش خود را حذف کنید. اکنون یک کفی آزمایشی می‌تواند با نشان دادن محل قرارگیری چنین مناطقی در طول فعالیت‌های مختلف به شما کمک کند.

در حال حاضر برای تهیه یک «نقشه فشار» از کف پای افراد، یک متخصص از او می‌خواهد با پای برهنه روی یک تشک حساس به فشار در کلینیک پا راه برود. سپس کفی‌های سفارشی برای بیمار ساخته می‌شوند و به گونه‌ای شکل می‌گیرند که فشار را در آن نواحی پا که بیشتر فشار وارد می‌شود، کاهش دهد.

در حالی که این سیستم به ‌خوبی کار می‌کند، اما راه رفتن آهسته روی یک تشک کوتاه لزوماً منعکس‌کننده شرایط واقعی نیست که فرد در طول یک روز معمولی با پاهای خود تجربه می‌دهد. همچنین برای ورزشکاران قطعاً تصویر کاملی از فشار پایی که هنگام دویدن و پریدن تجربه می‌کنند، ارائه نمی‌کند.

بنابراین دانشمندان مؤسسه‌های تحقیقاتی ETH  زوریخ، Empa و EPFL در سوئیس در جستجوی یک جایگزین بهتر، کفی‌های هوشمند جدیدی را توسعه داده‌اند که قابل تعبیه در کفش‌ها و کتانی‌های موجود است.

این کفی‌ها حاوی چندین حسگر پیزوالکتریک هستند که در مناطقی قرار دارند که معمولاً فشار پا بر آنها وارد می‌شود.

اگرچه نمونه‌های اولیه فعلی به یک رایانه و منبع برق متصل هستند، اما ایده این است که نسخه نهایی بی‌سیم باشد و بتواند چندین روز استفاده شود و نقاط فشار را ثبت و نقشه‌برداری کند. سپس می‌توان از این داده‌ها برای تولید مجموعه‌ای از کفی‌های دائمی سفارشی با فناوری چاپ سه بعدی استفاده کرد.

این کفی‌های حس‌کننده فشار به صورت سه بُعدی چاپ می‌شوند. ابتدا یک لایه پایه انعطاف‌پذیر از سیلیکون و نانوذرات سلولز گذاشته می‌شود. سپس از جوهر نقره‌ رسانا برای چاپ رساناها روی آن پایه استفاده می‌شود. سپس از جوهر کربن سیاه برای چاپ حسگرها روی رساناها استفاده می‌شود. در نهایت نیز یک لایه سیلیکونی دیگر برای محافظت از وسایل الکترونیکی اعمال می‌شود.

این فرآیند تولید نسبتاً ساده و ارزان، یکی از نکات اصلی پشتیبان فروش این فناوری است، زیرا به کفی‌ها اجازه می‌دهد با قیمت بسیار پایین‌تری نسبت به محصولات موجود فروخته شوند. ضمن اینکه آنها در آزمایش‌های انجام شده تاکنون بسیار خوب عمل کرده‌اند.

گیلبرتو سیکوئیرا، سرپرست این گروه پژوهشی می‌گوید: می‌توانید از الگوهای فشاری که تشخیص داده شده است متوجه شوید که کسی در حال راه رفتن، دویدن، بالا رفتن از پله‌ها یا حتی حمل بار سنگین، در چه حالتی فشار بیشتر به پاشنه پا منتقل می‌شود.

این پژوهش به تازگی در مجله Scientific Reports منتشر شده است.