Made in Latvia: «умные» носки

Известная проблема у спортсменов: во время тренировки человек в определенный момент перестает фиксировать, что началась сильнейшая перегрузка организма, а вслед за этим приходят серьезные нарушения в организме. Например, бегун или тот, кто занимается спортивной ходьбой, не всегда сам может грамотно распределить нагрузку на ступню, чтобы не перенапрягать ноги. Как раз в этом и помогут ноу–хау–носки с уникальными датчиками, фиксирующими положение ступней, увеличение нагрузки на ноги. Раз — и спортсмен получает предупреждающий сигнал.

Чудо–носки помогут не только спортсменам, но и людям, у которых плоскостопие, самые разные болезни ног, даже диабетикам. У последних, как известно, параллельно с основным недугом — повышенным уровнем сахара в крови — часто развиваются и болезни ног. У такого человека более высокий болевой порог и вообще низкая чувствительность, в итоге он часто буквально в кровь стаптывает ноги, перегружает суставы, а узнает о проблеме чересчур поздно.

Но носки будут «информировать» диабетика: началась перегрузка!

Эти носки создали общими силами ученые РТУ — из лаборатории медицинской электроники Института медицинской инженерии и нанотехнологий, а также Института технологии дизайна.

Ток, который пускают по ногам

Профессор Института медицинской инженерии Алексей Каташев рассказал, что все дело в материале, из которого носки связаны. Над аналогичными видами ткани, чувствительной к деформациям, ученые в мире работали давно. Ведь не новость, что спортсменам на тренировках выдают и специальные майки, сплошь утыканные датчиками, и носки, и перчатки, и еще самое разное. А изобретение наших ученых в следующем.

Датчики и микросхемы не прикрепляются к элементам одежды, но вплетаются сразу на стадии изготовления тех же носков, поскольку сами в прямом смысле слова связаны — из особых нитей, проводящих ток. Знаете, как выглядят электросхемы?

А теперь посмотрим на носки. На них, кажется, странные узоры — словно рисунки электросхем. Так это и есть они — те самые электросхемы! И такие, в отличие привычных всем схем из металлических и пластмассовых деталей, которые цепляются к ткани, никак не раздражают кожу, что исключительно важно для того же спортсмена.

Коллега профессора Каташева, ведущий научный сотрудник Института технологии дизайна РТУ Александр Окс рассказал, что трикотажные переплетения, использованные при вязании носков, чувствительны даже к малейшим деформациям, при этом они очень эластичны.

Они растягиваются и стягиваются, фиксируют упомянутые схемы уже из других нитей, проводящих ток (разумеется, речь идет о самом низком напряжении!). Последние, по сути, это те же провода, но только из уникального материала, тайну которого ученые не раскрывают.

— Когда натяжение трикотажного полотна меняется, то меняется и его способность проводить ток. Пока полотно не деформировано, ток проходит нормально, а как только оно растягивается, меняется и электрическое сопротивление в разных точках — хоть носка, хоть перчатки, — рассказывает Александр Окс.

— Вот посмотрите, эти перчатки сделаны по такому же принципу, как и носки: мы их изготовили для баскетболистов. Во время тренировки перчатки при помощи вшитых датчиков давления позволяют контролировать силу броска и ее правильное распределение «по мячу», узнавать, где создалось критическое напряжение в кисти и чересчур высокое в пальцах…

Америка осталась далеко позади

Также ученые создали уникальные перчатки — для саночников. Их попросили сделать в Латвийской федерации санного спорта.

Перчатки нужны, чтобы спортсмен мог лучше контролировать напряжение кисти и пальцев, правильный толчок, контролировать, в какой момент произошел отрыв. Знаете, как все происходит? Спортсмен садится в санки, держась за рукоятки стартовой эстакады, рывком посылает санки вперед, а потом еще дополнительно два–три раза отталкивается пальцами от поверхности земли (вернее, льда).

На кончиках перчаток, на пальцах, металлические «наперстки» с шипами — словно миниатюрные кошки альпинистов. Информация с перчаток отсылается через беспроводную систему bluetuse на компьютер, и потом все можно четко проанализировать.

История носков и перчаток началась с сына Александра Окса — Александра–младшего, который как раз учится в лаборатории медицинской электроники у Алексея Каташева. Студент увидел по телевизору передачу о том, что американцы сделали умные носки, которые «показывают» давление на ступню, пришел домой и сказал отцу: а нам слабо лучше изобрести?!

Окс–старший обратился к руководителю Института медицинской инженерии и нанотехнологий, профессору Юрию Дехтярю: почему бы не объединить силы для создания разной тренировочной одежды — в помощь людям? Это было три года назад. И сотрудничество оказалось в итоге еще более широким, поскольку к исследованиям подключилась даже Латвийская спортивная академия, где носки успешно тестируют студенты.

— Молодые люди бегают в этих носках, а потом анализируется информация, полученная на компьютер: насколько правильно ступня «ходит» и как грамотно распределяется вес тела, когда начинается перегрузка, а значит, надо снизить темп или вовсе остановиться, чтобы не произошло травмы, — говорит Алексей Каташев.

— И пока что отзывы о носках, опытные образцы которых помогла связать фирма Politeks, очень хорошие. Также при подготовке других экспериментальных вязаных изделий — для контроля движения суставов — нам помогали фирмы Pingons и Wery Spezials…

От наших марафонцев до британских огородников

— А сейчас мы думаем, как лучше переконфигурировать всю систему получения и обработки информации, чтобы важные данные получал сразу сам спортсмен, скажем, марафонец или супермарафонец, бегающий на огромные расстояния.

Может быть так: «от носков» он получает информацию сразу на свой смартфон (либо какое–то другое устройство) и может видеть, насколько правильно он бежит, не пора ли как–то перераспределить нагрузку с одной части стопы на другую, не происходит ли опасных деформаций. Эта же информация может одновременно поступать и его тренеру.

Пока ведь как бывает: спортсмен на знает, в какой момент во время бега началась опасная перегрузка и как долго она продолжалась, мозг это попросту не фиксирует. И в итоге из–за постоянных и чрезмерных перегрузок более чем у 70% бегунов с годами случаются серьезные проблемы с ногами, с суставами. Хотя многих проблем можно избежать, вовремя получая важные данные от носков, — убежден Алексей Каташев.

К великому удивлению ученых, к ним вдруг обратились аж из Великобритании. Но там, оказывается, большая проблема не с ногами бегунов, а с руками… садоводов. В той же Англии садоводство — национальный и традиционный вид приятного времяпрепровождения, цена за который — больные суставы рук, особенно у пожилых людей.

Они, как и бегущие спортсмены, настолько увлекаются любимым делом, что уже не фиксируют, как суставы рук буквально стонут от перенапряжения и кричат мозгу, но тот оказывается глух к этому, поскольку опьянел от эндорфинов, гормонов радости. Для садовников будут делать в РТУ специальные перчатки.

Ученые РТУ уже получили финансирование в рамках проекта Европейского фонда регионального развития (ERAF). В проекте предусмотрено изготовить партию носков не для спортсменов, но врачей–ортопедов. А те отдадут их пациентам, у которых проблемы с плоскостопием. Пациенты будут в этих носках ходить, а врачи смогут в режиме реального времени наблюдать, скажем, за положением стопы пациента.

Обычно врач дает предписание пациенту, как надо ходить. И какое–то время человек ходит правильно, но потом забывает, расслабляется. А носки, подключенные, например, к мобильному телефону, напомнят человеку, если опять стопу ставит не так, как надо.

— А еще, поскольку такие технологии очень привлекательны, мы от университета организовали спин–офф–компанию Eho Тextile и при помощи активистов латвийского «Зеленого инкубатора» (там занимаются поддержкой реализации самых разных проектов) пытаемся продвигать свои разработки в массы, — рассказывает Алексей Каташев.

Удивительные, согласитесь, вещи происходят в нашем РТУ, в лабораториях, построенных на Кипсале. Большинству в Латвии искренне кажется, что все масштабные научные разработки остались для страны далеко в прошлом. А ведь нет! И вот — результат…

Игорь МЕЙДЕН
Все фото — Владимир СТАРКОВ