NUSのチームがスマートフォンからワイヤレスで動力を得られる スマートスーツを開発(シンガポール国立大学)

アスリートは常に人間のパフォーマンスの限界に挑戦するための新しい方法を模索しており、それを克服しようとするためには、まず自分の現在の限界を客観的にピンポイントで指摘する必要がある。NUSの研究者チームは、スマートフォンを搭載したスーツを開発した。このスーツは、フィールドに出ている間、アスリートに姿勢、ランニングの歩幅、体温などの生理学的データを提供することができる。 

現在、アスリートのパフォーマンスをモニターするために使用されている技術は、小型のウェアラブル・フィットネストラッカーから精巧な臨床モニタリング機器まで多岐にわたっている。フィットネストラッカーはコンパクトで軽量ですが、一点からしかデータを収集できず、意味のある洞察を得るには不十分だ。臨床モニタリング機器は、複数のセンサーを搭載して選手の体の様々なポイントからデータを取得することができるが、ワイヤーの絡まりに悩まされ、屋外で使用するには嵩張りすぎる。理想的なシステムは、研究者が屋外環境でアスリートの体のさまざまなポイントで複数のセンサーからデータを収集しながら、かさばりや、重さ、ワイヤーの数を最小限に抑えられるようにすることだ。 

John Ho助教が率いるNUS健康技術研究所のチームは、近くのスマートフォンからの電磁信号を1メートル離れた体の上にあるセンサーに中継する蜘蛛の巣状の糸のパターンを設計し、スーツ全体に電力とデータの接続性を提供した。

研究チームはこの技術を開発するのに約2年を費やし、その研究成果は今年初めにNature Communications誌に発表され、特別に設計された誘導パターンでスマートフォンの近距離無線通信(NFC)信号を体のさまざまな場所に中継することが可能であることを証明した。

『私たちのスマートスーツは、ほとんどのスマートフォンで動作し、電源の供給源としてだけでなく、センサーデータを表示するためのディスプレイとしても機能します。スマートフォンの内蔵ワイヤレス技術を使用して電源を供給することができるスマートスーツの作成は、大きなブレークスルーです』と、NUSのHo教授は述べている。

リアルタイムモニタリングのためのスマートスーツ

スマートスーツは蜘蛛の巣状の回路で構成されており、誘導パターンが戦略的な場所でハブとして機能している。

これらのハブに配置されたカスタムメイドのセンサーは、スマートフォンにデータを送信し、スマートフォンのNFCチップから電力を供給することができるため、電池を必要としない。これにより、体の複数の部位からのデータ収集を可能にしながら、大幅な軽量化を実現している。

現在のプロトタイプでは、1台のスマートフォンにつき最大6つのセンサーをサポートしながら、脊髄姿勢、ランニングの歩幅、体温などの情報を同時に収集することができる。これらの機能の中でも、複数のノードにまたがって脊髄の位置を測定する能力は最も重要であり、脊髄の姿勢は、以前はリアルタイムデータの収集が困難であるために見落とされがちであったしっかりとした運動姿勢を開発するための不可欠な部分である。

姿勢が悪いとバイオメカニクス的に非効率的なので、良いアスレチックスタンスは怪我のリスクを減らし、パフォーマンスを最適化するのに役立つ。スマートスーツは、ワイヤレスで軽量なので、アスリートの背骨の姿勢を常にモニターし、パフォーマンスへの影響を最小限に抑えたリアルタイムのデータを提供することができるのである。

その他のアプリケーションとしては、脊椎疾患の臨床診断や24時間体制での健康モニタリングなどが考えられる。研究者や医師は、身体活動中にオーバーヒートなどの潜在的な問題が発生した場合にユーザーに警告を発することもできるカスタムビルドのアプリケーションを介して、スマートフォンに送信されたデータにアクセスすることができる。

ジョン・ホー教授と彼のチームは、収集されるデータの範囲を広げるための新しいセンサーを開発し、プロのアスリートと協力して、トレーニング中の生理信号をモニターするのに役立つことを期待している。


【原典】NUS team develops smart suit wirelessly powered by a smartphone(21 September 2020)
URL; https://news.nus.edu.sg/research/nus-develops-smart-suit-wirelessly-powered-smartphone

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