PFI-TT: Wearable Strain Sensors for Real-Time Joint Angle Tracking in Sports

PFI-TT:用于运动中实时关节角度跟踪的可穿戴应变传感器

基本信息

  • 批准号:
    2122841
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-01 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation - Technology Translation (PFI-TT) project is in enabling motion tracking in sports. The proposed technology can be complementary to, and in some cases replace, the existing wearable global positioning system (GPS) and inertial sensors. In particular, joint kinematics is of critical importance for many sports. In the near term, this innovation in wearable sensing technology will provide an accurate, wireless, unobtrusive, launderable, and reliable solution to track joint motions in sports. In the long term, in addition to sports performance monitoring, the wearable joint motion trackers could enable a broad range of new wearable applications such as human activity and health monitoring, human-machine interfaces, prosthetics, and robotics. The educational/leadership development plan of this project provides the graduate and undergraduate students with training in interdisciplinary areas including implementation and business entrepreneurship as well as experience in technology transfer and commercialization.The proposed project seeks to develop a wearable system for directly tracking joint angles using stretchable strain sensors based on silver nanowires. The proposed wearable joint motion tracking method may competently address several challenges. First, the proposed nanowire-based wearable sensors are mechanically stretchable and comfortable to wear. Second, the capacitive sensing allows for fast response time, low hysteresis, and constant gauge factor over a wide strain range. Third, scalable manufacturing and integration with textiles are feasible. This technology will fill the increasing need for accurate and unobtrusive monitoring of human joint motions. This PFI technology development and commercialization project integrates the sensors with a variety of sports textiles/tapes and other components to develop wearable systems, to develop data analytics to process continuous data streams and communicate performance information, and to test and evaluate the wearable system in athletic training.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新合作伙伴关系 - 技术翻译 (PFI-TT) 项目更广泛的影响/商业潜力在于实现体育运动中的运动跟踪。所提出的技术可以补充甚至在某些情况下取代现有的可穿戴全球定位系统(GPS)和惯性传感器。特别是,关节运动学对于许多运动至关重要。在短期内,可穿戴传感技术的这一创新将为跟踪运动中的关节运动提供准确、无线、不引人注目、可清洗且可靠的解决方案。从长远来看,除了运动表现监测之外,可穿戴关节运动跟踪器还可以实现广泛的新可穿戴应用,例如人类活动和健康监测、人机界面、假肢和机器人。该项目的教育/领导力发展计划为研究生和本科生提供跨学科领域的培训,包括实施和商业创业以及技术转让和商业化的经验。该项目旨在开发一种可穿戴系统,用于直接跟踪关节角度基于银纳米线的可拉伸应变传感器。所提出的可穿戴关节运动跟踪方法可以有效地解决几个挑战。首先,所提出的基于纳米线的可穿戴传感器具有机械伸缩性并且佩戴舒适。 其次,电容式传感可实现快速响应时间、低磁滞以及在宽应变范围内保持恒定的应变系数。 第三,可扩展的制造以及与纺织品的整合是可行的。这项技术将满足对人体关节运动进行准确且不引人注目的监测日益增长的需求。该 PFI 技术开发和商业化项目将传感器与各种运动纺织品/胶带和其他组件集成,以开发可穿戴系统,开发数据分析以处理连续数据流和传达性能信息,并测试和评估运动中的可穿戴系统该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Eco-friendly screen printing of silver nanowires for flexible and stretchable electronics
用于柔性和可拉伸电子产品的银纳米线的环保丝网印刷
  • DOI:
    10.1039/d2nr05840e
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Shukla, Darpan;Liu, Yuxuan;Zhu, Yong
  • 通讯作者:
    Zhu, Yong
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了