Vipaza sauti vya MEMS na vipande vya piezoelectric huchukua sauti za kupiga magoti na kunyoosha. (Mikopo: Georgia Tech)Vipaza sauti vya MEMS na vipande vya piezoelectric huchukua sauti za kupiga magoti na kunyoosha. (Mikopo: Georgia Tech)

"Ni kidogo kama aina fulani ya vitu vya Halloween vinavyotokea," anasema Omer Inan. "Unasikiliza mifupa yako kusugana, au labda cartilage."

Wahandisi wanaunda bendi ya goti ya acoustic iliyo na maikrofoni na sensorer za kutetemeka ambazo zinaweza kusikiliza na kupima sauti ndani ya kiungo-na inaweza kusababisha njia ya kusaidia wataalamu wa mifupa kutathmini uharibifu baada ya jeraha na kufuatilia maendeleo ya kupona.

Omer Inan, profesa msaidizi wa uhandisi wa umeme na kompyuta huko Georgia Tech, amekuwa akifikiria juu ya kutengeneza kifaa kama hicho kwa muda. Yeye ni mchezaji wa zamani wa discus katika Chuo Kikuu cha Stanford na alitumia miaka kuzunguka kama kimbunga, ambacho magoti hayajajengwa, kwa hivyo amepata maumivu ya goti mwenyewe.

"Siku zote ningehisi goti langu lilikuwa linatetemeka au linatibuka zaidi ikiwa ningeweka mkazo zaidi juu yake," anasema.


innerself subscribe mchoro


Aliposikia rekodi za kwanza za kusaga vizuri katika majaribio ya mapema, Inan alifurahi. "Ilikuwa kubwa zaidi kuliko ilivyotarajiwa na wazi zaidi," Hiyo ilimaanisha maendeleo ya haraka. "Ni kidogo kama aina fulani ya vitu vya Halloween vinavyotokea. Mnasikiliza mifupa yenu ikisugana, au labda cartilage. ” Madaktari huita ngozi hiyo ya pamoja "crepitus."

Miaka 100 iliyopita, madaktari walidhani raketi inaweza kuwa na ujumbe na kuusikiliza na stethoscopes. Inan anatarajia kuwa katika siku zijazo, utafiti wa matibabu utajengeka juu ya teknolojia ya kuhisi ya sauti ambayo kikundi chake kinatengeneza, na mwishowe ikamua sauti kuwa mifumo muhimu.

Kwa sasa, watafiti wanachora sauti iliyorekodiwa na kuifananisha na mwendo wa pamoja wa mwendo ili kuona ni wapi haswa kwenye mguu na kunama kwa goti kunaunda viunga na pop. Matokeo yake yana kilele na squiggles ambazo zinafanana na electrocardiogram au ishara nyingine ya kisaikolojia.

Sampuli ya sauti ya goti inayojeruhiwa hutoa tofauti sana na ile ya goti lisilobadilika. "Ni mbaya zaidi," Inan anasema. "Goti lenye afya hutoa muundo thabiti zaidi wa kelele."

Askari na kurudia majeraha

Ikiwa imeunganishwa na utafiti wa kimatibabu, kifaa cha sauti kinaweza kusababisha wachunguzi wa bei rahisi, wanaoweza kuvaa, ambayo inaweza kufaidi wanariadha ambao wamelemea magoti yao, na wagonjwa wazee ambao wameteleza na kuanguka. DARPA, ambayo ilifadhili kazi hiyo, inataka kupunguza majeraha ya goti kwenye uwanja wa vita na kusaidia kuwarudisha askari kazini salama.

"Kile ambacho watu wengi hawajui ni kwamba majeraha ya misuli na magoti ni miongoni mwa sababu kuu za kutolewa kwa wafanyikazi wa huduma ya jukumu," Inan anasema. Mikoba yenye uzito wa hadi pauni 100 inawashinikiza askari, wanapotembea kwa maili kadhaa juu ya eneo lenye ujanja, wanapanda juu ya vizuizi kwenye uwanja wa vita, na wakilala katika sehemu nyembamba kwa masaa.

Hata bila kuanguka au ugomvi, askari anaweza kutua katika upasuaji kisha katika ukarabati. Shida inaweza kuonekana kuwa miezi iliyosuluhishwa baadaye, lakini mara nyingi sio, na mara nyingi hiyo ni kwa sababu ya kuumia tena.

Baada ya upasuaji na tiba, goti hilo linaweza kujisikia kama jipya, lakini wakati mwanajeshi aliyejaa kupita kiasi anaruka tena juu yake, udhaifu wa jeraha huingia. Matokeo yake, kujeruhiwa tena ni mara 10 zaidi kuliko zile za mwanzo.

Kifaa cha kuvaa kwa bei rahisi kinaweza kuwapa wanajeshi na waganga katika maoni yajayo juu ya kupona magoti ili kuwasaidia kuepusha kuumia tena kwa kujiepusha na mzigo mzito wakati inahitajika.

Hiyo inaweza kufaidi washiriki wa huduma mwishowe, pia. Majeraha ya pamoja yanajumuisha kwa muda, kuweka washiriki wa huduma waliostaafu kwa maumivu na kupoteza uhamaji kwa muda mrefu katika maisha ya raia. "Unaweza kuwa na visa vya ugonjwa wa osteoarthritis mapema," Inan anasema.

Kelele za nje

Lakini kwa wakati huu, dhamira ya Inan ni kurekodi sauti katika ubora unaofaa ambao umesababisha changamoto. Pamoja ya magoti imezungukwa na kiowevu, ambacho huibua mawimbi ya sauti ambayo hutoka kwa pamoja kwa ngozi. Pia, wakati mgonjwa anazunguka, husababisha kelele za nje ambazo zinaweza kuzima sauti muhimu.

"Ukweli kwamba kipimo kinapaswa kutokea kwa ufafanuzi wakati wa harakati ni changamoto, kwa sababu huwezi kumwambia tu mtu huyo atulie na epuka mabaki ya mwendo," anasema.

Ili kukuza kifaa cha sauti, watafiti waliunganisha maikrofoni na filamu ya piezoelectric, sensa ya kutetemeka sana ambayo hukusanya sauti bora, lakini ni nyeti sana kwa kuingiliwa. Maikrofoni zilizowekwa dhidi ya ngozi hufanya nakala rudufu ya kutosha na kifaa kinachofaa zaidi.

Mfuatiliaji wa goti pia hutumia faida ya maendeleo ya kiufundi ya kawaida katika simu janja. Vipaza sauti vya mifumo ya elektroniki ndogo, au MEMS, hujumuika vizuri na teknolojia ya sasa kuliko maikrofoni kulingana na teknolojia za hapo awali. Hiyo pia hufanya maikrofoni iwe chini kabisa-senti 50 tu kwa dola.

Ofisi ya Teknolojia ya Biolojia ya DARPA iliunga mkono kazi hiyo. Karatasi hiyo imechapishwa mkondoni kwenye jarida Shughuli za IEEE katika Uhandisi wa Biomedical.

chanzo: Georgia Taasisi ya Teknolojia


Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon