自律プログラマブル弾性繊維コンピュータでリアルタイム健康監視

Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

研究者たちが金属糸と繊維糸の組み合わせでコンピュータ繊維を編み込み。従来の糸で繊維コンピュータを覆うことで、繊維やテキスタイルへの容易な統合を可能に。（画像：Hamilton Osoy, IFM）

MIT研究者たちが、弾性繊維の形で自律プログラマブルコンピュータを開発しました。これは健康状態と身体活動を監視し、着用者に潜在的健康リスクをリアルタイムで警告できます。繊維コンピュータを含む衣服は快適で洗濯機洗い可能、繊維は着用者にはほぼ知覚されないと研究者たちは報告しています。

「ウェアラブル」として知られる単一点（胸、手首、指など）に装着するオンボディ監視システムとは異なり、繊維とアパレルは重要臓器に近い身体の広い領域と接触する利点があります。そのため、人間の生理学と健康を測定・理解するユニークな機会を提供します。

繊維コンピュータは、センサ、マイクロコントローラ、デジタルメモリ、Bluetoothモジュール、光通信、バッテリーなど一連のマイクロデバイスを含み、単一の弾性繊維にコンピュータの必要な構成要素すべてを搭載しています。

研究者たちはトップとレギンスに4つの繊維コンピュータを追加し、各肢に沿って配置。実験では、各独立プログラマブル繊維コンピュータが機械学習モデルを動作させ、着用者が行う運動を自律的に認識するよう訓練され、平均精度約70%を達成しました。

驚くべきことに、個々の繊維コンピュータ同士の通信を許可すると、集団精度がほぼ95%に上昇しました。

「私たちの体は毎秒ギガバイトのデータを皮膚を通じて放出しています：熱、音、生化学物質、電位、光の形で。これらはすべて活動、感情、健康に関する情報を運びます。残念ながら、その大半 — もしくはすべて — が私たちの着る服に吸収され失われています。服がこの重要な情報を捕捉、分析、保存、通信し、貴重な健康と活動の洞察として提供できるように教えられたら素晴らしいと思いませんか？」と、上級著者Yoel Fink氏（MIT材料科学工学教授、Research Laboratory of Electronics (RLE)およびInstitute for Soldier Nanotechnologies (ISN)主任研究者）は語ります。

繊維コンピュータを用いた健康状態理解と傷害予防は、間もなく重要な実世界テストも経験します。米陸軍と海軍の隊員が、平均気温-40°F（-40℃）で1,000キロメートルをカバーする月単位の冬季研究ミッション「Musk Ox II」を北極で実施します。繊維コンピュータを内蔵したメリノメッシュベースレイヤーシャツを数十着着用し、参加者の健康と活動に関するリアルタイム情報を提供します。

「遠くない将来、繊維コンピュータにより日常のアパレラからアプリを実行し、貴重なヘルスケアと安全サービスを受けられるようになります。米陸軍、海軍、DARPAとのパートナーシップを通じて、この未来の片鱗を来たる北極ミッションで見られることを楽しみにしています。最厳環境で隊員を守ることは名誉であり特権です」とFink氏。

詳細については、Abby Abazoriusまでお問い合わせください（617-253-2709）。

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