В Чунцинском институте зеленых и интеллектуальных технологий разработали ионтронный датчик FIPS, повторяющий структуру кожи человека. Двойной механизм датчика обеспечивает рекордную линейность и чувствительность, чтобы отслеживать нагрузку на опорно-двигательный аппарат в реальном времени.
Главное преимущество FIPS — сверхлинейный отклик с коэффициентом R² > 0,997 в диапазоне 0−1 МПа. Высокая точность измерений решает давнюю проблему гибких сенсоров, где чувствительность часто снижала линейность. Погрешность оценки силы реакции опоры составляет 1,8%, тогда как у традиционных датчиков она достигает 6,5%. Сенсор отличается стабильностью, воспроизводимостью и легко интегрируется в умные стельки.
Двойной механизм объединяет расширение контактной области (∝P¹ᐟ³) и модуляцию концентрации ионов (∝P²ᐟ³), создавая линейный отклик емкость-давление (C ∝ P). Плетеная ионтронная ткань в полиуретановой матрице повторяет сеть коллагеновых и эластичных волокон кожи и обеспечивает широкую механическую адаптацию. Линейная чувствительность датчика достигает 242 000, что делает его уникальным среди гибких сенсоров.
На практике FIPS отслеживает нагрузку на большеберцовую кость при ходьбе и беге по разным поверхностям — от бетона до газона. Сенсор классифицирует скорость ходьбы и прогнозирует нагрузку на кости, выдерживает более 10 000 циклов, а также экстремальные изгибы, влажность и перепады температуры.
Платформа FIPS открывает новые возможности для носимых устройств в биомеханике, спортивной медицине и реабилитации. Датчик превращает мониторинг опорно-двигательного аппарата в точный персонализированный процесс, который позволяет прогнозировать риск переломов и контролировать нагрузку при тренировках.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что «умная» футболка онлайн отслеживает приступы эпилепсии.
