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Una camicia, una manica o persino un calzino potrebbero diventare in futuro strumenti avanzati per monitorare i movimenti del corpo, e quindi anche la nostra salute. È quanto suggerisce un nuovo studio pubblicato su Nature Communications, che mette in discussione una delle convinzioni più radicate nel campo della tecnologia wearable, che già conosciamo grazie a smartwatch e braccialetti “intelligenti” con cui monitoriamo ad esempio l’attività cardiaca mentre facciamo attività fisica.
Secondo lo studio, per ottenere misurazioni accurate i sensori non devono essere aderenti alla pelle. La ricerca, condotta da studiosi britannici del King’s College di Londra e uscita quest’anno, dimostra infatti che i sensori integrati in abiti larghi o tessuti morbidi possono riconoscere e persino prevedere i movimenti umani con maggiore precisione rispetto ai sensori fissati direttamente sul corpo.
Sensori dentro i vestiti: perché funzionano meglio gli abiti larghi
Lo studio, che ha analizzato il modo in cui i movimenti del tessuto reagiscono alle azioni del corpo, ha chiarito che i sensori applicati su tessuti non aderenti possono migliorare l’accuratezza del riconoscimento del movimento fino al 40 per cento rispetto ai tradizionali sensori fissati su polso o corpo. Inoltre, richiedono circa l’80 per cento in meno di dati di movimento per identificare correttamente un’azione.
Ciò sembrerebbe legato alla dinamica dei tessuti: quando una persona muove un braccio, ad esempio, la manica non segue semplicemente il movimento ma si piega, si gonfia e oscilla. Questo comportamento non è confondente per il sensore, ma anzi crea un pattern complesso di micro-movimenti che amplifica le informazioni, trasformando quello che prima veniva considerato “rumore” in un segnale ricco di dati.
Gli esperimenti: dal robot agli esseri umani
Per verificare questa ipotesi, il team ha condotto diversi esperimenti con sistemi meccanici, robot e volontari umani. In una fase iniziale, un braccio robotico è stato dotato sia di sensori rigidi che di sensori applicati su una striscia di tessuto. I risultati hanno mostrato che il sensore sul tessuto riusciva a distinguere meglio movimenti molto simili tra loro, soprattutto quando le differenze erano minime. Successivamente, 22 volontari hanno indossato camicie dotate di due sensori: uno posizionato sul polso e uno su una manica larga. Nei compiti più difficili, il sensore sulla manica ha mostrato prestazioni superiori di circa 10-15 punti percentuali rispetto a quello sul polso.
Che cosa misurano i dispositivi indossabili
Lo studio può avere un impatto importante: sensori così performanti, collocati nei vestiti, li rendono “intelligenti” e capaci di valutare molti parametri utili per monitorare la salute. È il cosiddetto smart clothing: magliette, guanti, reggiseni o calze saranno sempre di più in grado, in futuro, di monitorare parametri quali la postura e l’attività muscolare ma anche l’attività cardiaca o respiratoria, la temperatura corporea, la sudorazione o vari indicatori di stress e fatica. Tutto ciò, a diversi scopi. Ad esempio…
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supportare la riabilitazione motoria, grazie a sensori che monitorano postura e movimenti del corpo;
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prevenire le cadute negli anziani;
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monitorare la qualità del sonno, come sembra essere possibile grazie a un prototipo di pigiama “intelligente” messo a punto all’Università di Cambridge;
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gestire patologie neurologiche, grazie a sistemi in grado di registrare l’attività muscolare e il movimento;
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individuare segnali precoci di malattia e favorire dunque la prevenzione secondaria;
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supportare la gestione e il follow up di patologie croniche, migliorando ad esempio il monitoraggio respiratorio nei pazienti con malattie polmonari o quello cardiologico in pazienti cardiopatici.
Le informazioni rilevate da questi tessuti intelligenti possono essere raccolte e poi trasmesse a smartphone, piattaforme cloud o sistemi clinici consentendo un monitoraggio continuo e non invasivo delle attività svolte dal paziente nella vita reale da parte dei medici.
Verso la medicina del futuro
Oltre ad avere efficacia clinica, lo smart clothing potrebbe avere un impatto significativo anche dal punto di vista economico. Studi hanno mostrato infatti come il monitoraggio continuo dei pazienti permette infatti di ridurre ricoveri evitabili, migliorare la gestione delle patologie croniche, favorire la telemedicina e l’assistenza domiciliare e ridurre le complicanze.
In questo senso lo smart clothing potrà essere una componente centrale della medicina del futuro. I capi intelligenti potranno diventare veri e propri sistemi di diagnosi precoce, capaci di individuare segnali di malattia prima ancora che compaiano i sintomi. In prospettiva, la loro integrazione con le piattaforme sanitarie digitali potrà permettere ai medici di disporre di una visione continua dello stato di salute dei pazienti, migliorando la qualità dell’assistenza e rendendo più sostenibili i sistemi sanitari.
