Future Wearables : les leggings intelligents mesurent la fatigue musculaire des coureurs

Les appareils portables changent la façon dont les gens envisagent leur vie et leur style de vie. Les montres intelligentes changent la façon dont nous interagissons les unes avec les autres, les trackers d'activité changent notre façon de faire de l'exercice et les caméras portables changent la nature de la mémoire.

Alors, que pouvons-nous attendre de la prochaine génération d'appareils électroniques portables ?

Aujourd'hui, nous obtenons une sorte de réponse grâce au travail de Roger Ribas Manero et de ses amis du King's College de Londres. Ils ont développé un appareil portable qui mesure la fatigue musculaire lors d'activités telles que la course à pied, la première fois que cela a été possible en dehors du laboratoire.

La fatigue musculaire a toujours été difficile à mesurer pour un certain nombre de raisons. Pour commencer, la méthode la plus sensible consiste à insérer un fil fin dans le muscle pour mesurer la stimulation électrique des nerfs et déterminer la force que le muscle peut exercer. Au fur et à mesure que le muscle se fatigue, cette force diminue, tout comme le signal électrique.

Il existe une autre approche, plus souple. Il s'agit d'utiliser des électrodes à la surface de la peau pour surveiller l'activité électrique des nerfs situés en dessous. Le problème avec cette méthode est que les électrodes doivent être placées avec soin et c'est difficile pour les personnes qui n'ont pas de formation médicale.

Mais aucune de ces techniques n'est idéale pour mesurer la fatigue musculaire dans des circonstances ordinaires, car ces appareils peuvent coûter des dizaines de milliers de dollars et ne peuvent en aucun cas être utilisés en dehors du laboratoire.

Maintenant, Ribas Manero et co ont développé une alternative nettement moins chère et plus flexible. Leur idée est de broder une paire de jambières ordinaires avec des électrodes et des circuits qui se connectent à un microprocesseur portable Arduino. Celui-ci collecte et analyse ensuite les données de stimulation électrique.

Ce circuit est double couture dans un motif en zigzag pour permettre l'étirement. Et l'ensemble de l'appareil est alimenté par une batterie rechargeable de 7,5 volts.

Cela présente un avantage non négligeable pour les utilisateurs non experts. Le motif de circuit brodé garantit que les leggings positionnent automatiquement les électrodes dans les emplacements anatomiques corrects lorsqu'ils sont portés. Ainsi, l'utilisateur n'a besoin d'aucune expérience médicale pour les positionner. Et le circuit est relativement bon marché et facile à produire.

L'équipe a mis les leggings à l'épreuve en demandant à deux coureurs de les porter en faisant du jogging sur des parcours de cinq kilomètres sur trois surfaces différentes : une piste d'asphalte, une piste d'athlétisme et une piste de sable. Les leggings ont enregistré l'activité musculaire tout au long.

Les résultats rendent la lecture intéressante. Les données montrent clairement comment les muscles des jambes du coureur commencent à travailler plus fort, se fatiguent rapidement après une minute ou deux, puis reprennent leur souffle avant de se fatiguer à nouveau. Or, cette fatigue se produit vite sur le sable, moins vite sur l'asphalte, et moins vite sur une piste d'athlétisme.

C'est normal car l'instabilité du sable rend la course plus difficile. Mais c'est la première fois qu'une telle expérience est réalisée en extérieur. Et cela a le potentiel de changer la façon dont les athlètes analysent leur façon de courir.

Chaque coureur espère concourir sans se blesser, mais la fatigue musculaire rend cela beaucoup plus probable. Ainsi, un moyen de mesurer et de révéler la fatigue en temps réel pourrait avoir un impact majeur sur les méthodes d'entraînement et les techniques de course. [Les données] suggèrent que courir sur le sable augmente la probabilité de souffrir d'IRR par rapport aux surfaces d'asphalte et de piste d'athlétisme, déclarent Ribas Manero et compagnie.

De plus, une meilleure compréhension de la façon dont les muscles exercent leur force pourrait aider à concevoir de meilleures prothèses biomécaniques et à comprendre les demandes de puissance des robots bipèdes.

Et cela pourrait inaugurer une nouvelle ère de technologies portables qui surveillent non seulement le nombre de pas qu'une personne fait, mais aussi les muscles exercés au cours du processus et leur degré de fatigue. C'est pourquoi les leggings intelligents pourraient être la prochaine grande technologie portable.

Réf : arxiv.org/abs/1602.04841 : Dispositif de détection d'activité musculaire brodé portable pour le haut de la jambe humaine

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