Tălpile inteligente care „citesc” mersul: un pas înainte în diagnosticarea precoce și îngrijirea personalizată

O echipă de cercetători de la The Ohio State University și Lanzhou University a dezvoltat un nou sistem inteligent de branțuri (tălpi interioare) care pot monitoriza în timp real mersul unei persoane, oferind informații valoroase pentru corectarea posturii și diagnosticarea timpurie a unor afecțiuni precum fasceita plantară sau boala Parkinson. Studiul a fost publicat în aprilie 2025 în revista Science Advances.

Aproximativ 7% dintre americani se confruntă cu dificultăți de mers, alergat sau urcat scările. Deși sistemele purtabile bazate pe senzori de presiune au câștigat popularitate în ultimii ani, majoritatea prototipurilor au suferit de limitări energetice și performanțe instabile. Noul dispozitiv promite să schimbe această paradigmă printr-o combinație unică de durabilitate, acuratețe biomecanică și autonomie energetică.

Despre sistemul inteligent

Tălpile conțin 22 de senzori de presiune distribuiți de la călcâi la vârfuri, alimentați de panouri solare miniaturizate amplasate pe partea superioară a pantofilor. Energia solară este stocată în baterii subțiri din litiu, care nu afectează confortul utilizatorului. Datele colectate sunt transmise prin Bluetooth către un smartphone pentru analiză imediată.

Cercetătorii au integrat și un sistem avansat de învățare automată capabil să recunoască opt tipuri diferite de mișcare – de la poziții statice precum șezutul și statul în picioare, până la mișcări dinamice precum alergatul sau genuflexiunile.

„Corpul nostru transmite constant informații utile despre starea sa, pe care de cele mai multe ori nu le conștientizăm. Scopul nostru este să decodificăm aceste semnale pentru a sprijini auto-monitorizarea sănătății,” a explicat Jinghua Li, co-autoare a studiului.

Performanță și durabilitate

Sistemul s-a dovedit extrem de rezistent: nu a prezentat deteriorări semnificative după 180.000 de cicluri de compresie-decompresie, ceea ce echivalează cu luni sau chiar ani de utilizare zilnică. Designul flexibil și subțire permite utilizarea constantă fără disconfort.

În plus, tălpile pot diferenția tipul de activitate observând cum este aplicată presiunea pe picior:

• În timpul mersului, presiunea se deplasează secvențial de la călcâi spre degete.

• În timpul alergării, majoritatea senzorilor sunt activați simultan.

• Timpul de aplicare a presiunii este mai scurt la alergare (25%) decât la mers (50%).

Aplicații clinice și sportive

Sistemul are potențial în:

• diagnosticarea precoce a afecțiunilor neurologice precum Parkinson, unde modificările de mers pot apărea înaintea altor simptome;

• detectarea complicațiilor la pacienții cu diabet, precum ulcerele plantare;

• corectarea posturii și prevenirea accidentărilor;

• monitorizarea recuperării după accidentări sau intervenții chirurgicale;

• antrenamente personalizate, în special pentru sportivi.

„Dispozitivul nostru este inovator prin rezoluția ridicată, senzorii spațiali, capacitatea de auto-alimentare și integrarea cu algoritmi de învățare automată,” a subliniat Li.

Următorii pași

Cercetătorii estimează că tehnologia ar putea fi disponibilă comercial în următorii 3–5 ani. Următoarea etapă constă în testarea dispozitivului pe populații mai diverse, pentru a îmbunătăți algoritmii de recunoaștere a gesturilor.

„Există o mare variație între indivizi, iar pentru a antrena aceste capacități extraordinare ale dispozitivului trebuie să extindem testarea,” a adăugat Li.

Concluzii

Tălpile inteligente dezvoltate de echipa de la Ohio State și Lanzhou University marchează un progres important în domeniul tehnologiei purtabile pentru sănătate. Prin combinarea designului flexibil, a energiei regenerabile și a inteligenței artificiale, acest sistem deschide calea către un viitor în care monitorizarea sănătății și prevenția afecțiunilor vor începe de la fiecare pas.