Des capteurs inspirés de la peau montrent comment notre corps bouge –

Les capteurs peuvent être utiles pour surveiller notre santé. Cependant, cela nécessite des capteurs flexibles qui ne causeront pas d’inconfort à l’utilisateur. Des capteurs portables, cousus dans les vêtements, seraient également utiles. Ajay Kottapalli, professeur assistant à l’Institut d’ingénierie et de technologie de Groningen (ENTEG, qui fait partie de l’Université de Groningen), avec son doctorant Debarun Sengupta, a déjà développé différents types de capteurs, souvent inspirés de la nature. Il a maintenant créé des capteurs qui peuvent imiter les capacités sensorielles de notre peau.

Applications

Kottapalli a utilisé des fibres de carbone électrofilées pour ses capteurs. Ces fibres sont piézorésistives, ce qui signifie que leur conductivité change lorsqu’elles sont étirées. Les capteurs sont fabriqués en incorporant les fibres dans un élastomère flexible selon un motif perpendiculaire, créant des « pixels » où deux fibres se croisent. « L’électrofilage est similaire à la façon dont le tissu est fabriqué et le matériau peut être cousu, ce qui permet d’utiliser un fil conducteur pouvant servir d’électrode », explique Kottapalli. Les capteurs peuvent donc être intégrés dans des vêtements ou des gants de tous les jours, ou appliqués sous forme de patchs sur les articulations. Ils mesureront les mouvements de flexion, mais ils sont également sensibles à la pression.

Une description détaillée des capteurs a été publiée récemment dans npj Électronique flexible. Dans le dernier article, publié dans la même revue le 14 octobre, Kottapalli et son équipe de recherche se concentrent sur les applications. Par exemple, les auteurs ont intégré les capteurs dans un gant. Cela a permis de mesurer le mouvement des doigts et la pression du bout des doigts, ou le toucher. « Le gant peut vous indiquer la dureté d’un objet, comme une main normale. » L’application sur une prothèse de main serait une option. Dans ce cas, la sortie du capteur devrait être introduite dans le système nerveux du patient. Une qualité particulière de ces capteurs est qu’ils peuvent mesurer le toucher, les gestes et la proprioception. « C’est une combinaison unique », déclare Kottapalli. « Nos capteurs ont une fonction semblable à celle de la peau. »

Lavable

Les capteurs pourraient également être utilisés par les athlètes. De nombreux athlètes d’élite portent déjà des chemises avec des électrodes qui mesurent l’activité musculaire. «Nos capteurs ajouteraient des mouvements corporels à cela, ce qui est une approche totalement différente. Outre les mouvements articulaires, nous pourrions également enregistrer des mouvements respiratoires. Les capteurs peuvent être placés dans des chemises moulantes, des chaussettes, des gants ou des semelles de chaussures. Un dernier avantage est que les capteurs devraient être lavables, bien que cela n’ait pas encore été décrit dans l’article. Kottapalli : « Mon doctorant Debarun Sengupta y travaille activement.

Marche assistée

Kottapalli a également remporté l’année dernière une subvention de générateur d’idées NWA (Dutch Science Agenda) avec laquelle il essaie d’utiliser ces capteurs pour des applications biomédicales qui tirent parti de la fonctionnalité de tels capteurs. Avec Amar Kamat (ancien chercheur postdoctoral dans l’équipe de Kottapalli, actuellement au CTO Sencilia BV) et Natanael Gomes (ingénieur de recherche dans l’équipe), Kottapalli teste les capteurs dans un centre de rééducation pour patients atteints de la maladie de Parkinson au Paramedisch Centrum voor Reumatologie en Revalidatie (PCRR, Centre paramédical de rhumatologie et de réadaptation) Hilberdink, Groningen. “Ils sont utilisés pour surveiller la détérioration de leur démarche au fil du temps.” Ceci est réalisé en plaçant des capteurs dans les semelles des chaussures et sur les articulations du genou ou du pied. Dans un avenir proche, cela pourrait conduire à une marche assistée pour ces patients. Kottapalli : « Certains patients utilisent déjà un système qui leur donne des instructions sur la vitesse de marche et la longueur des pas à l’aide d’écouteurs. Nous savons que juste avant une chute, les patients font des pas plus courts. Notre système de capteurs pourrait les alerter.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Groningue. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.