De komende Olympische en Paralympische Spelen in Tokio in 2020 vormen een grote kans voor regeringen om een ​​gezonde levensstijl en sport te promoten, en de eeuwwisseling is een geweldige kans om te laten zien hoe recente technologische ontwikkelingen kunnen worden gebruikt om ons te helpen menselijke beweging tijdens het sporten te begrijpen. In dit verband, de combinatie van hogesnelheidscamera's en oppervlakte-elektromyografische sensoren, die de elektromyografische activiteit van de handpalmspieren registreren, is gebruikt om een ​​beter begrip te krijgen van de fijne controle die atleten en sporters uitoefenen op hun handpalmspieren.

Echter, conventionele apparaten voor oppervlakte-elektromyografie maken gebruik van kleine elektroden die op de huid en draden zijn bevestigd, die het vrije verkeer beperken. Alles-in-één modules met elektroden, versterkers, en draadloze zenders helpen dit probleem slechts tot op zekere hoogte op te lossen; deze modules zijn niet geschikt voor bepaalde lichaamsdelen, zoals de handpalmen of voetzolen. Tijdens het werpen in honkbal, bijvoorbeeld, de bal is in direct contact met de handpalmspieren, en geïntegreerde modules kunnen niet zonder hinder voor de gebruiker worden toegepast. Zelfs als huidachtige elektroden werden gebruikt, de hoge krachten en wrijving die ermee gepaard gaan, zouden ze uit elkaar doen vallen. Dit heeft elektromyografische studies beperkt tot andere delen van de armen en benen.

Om dit probleem aan te pakken, een gezamenlijk onderzoeksteam van Waseda University en Kitasato University, Japan liet zich inspireren door een traditionele Japanse kunstvorm genaamd kirigami, om een ​​duurzame huidachtige pleister te maken voor het meten van de elektromyografische activiteit van de handpalmspieren, en hebben hun bevindingen gepubliceerd in NPG Azië-materialen . In tegenstelling tot de bekendere origami , kirigami ambachten bevatten zowel papiervouwen als sneden. interessant, het is mogelijk om de kirigami-techniek toe te passen om ultradunne geïsoleerde geleidende platen te maken die ook grotendeels buigbaar en rekbaar zijn.

"Door een geleidende plaat in een speciaal kirigami-patroon te snijden en af ​​te dichten met siliconenrubber, we zijn erin geslaagd om elastische en geïsoleerde bedrading te creëren die de mechanische mismatch tussen huid en apparaat tijdens het sporten tot een minimum beperkt, " meldt Dr. Kento Yamagishi van Waseda University (momenteel Singapore University of Technology and Design), de hoofdauteur van het artikel. Deze draden werden gecombineerd met een andere van hun eerdere uitvindingen:geleidende nanosheets die zonder problemen op de handpalm of voetzolen kunnen worden gebruikt.

Deze twee apparaten vormen samen een elastische kirigami-patch die elektromyografische signalen in moeilijke gebieden kan opvangen en naar een Bluetooth-apparaat kan brengen dat in een minder opdringerige zone is geplaatst, zoals de onderarm. Het onderzoeksteam testte hun uitvinding door elektromyografische signalen te meten van een van de handpalmspieren van een ervaren honkbalspeler bij het gooien van curveballs en fastballs, het vinden van significante verschillen tussen beide soorten worp.

"Onze elastische kirigami-patch zal dienen als een minimaal waarneembaar apparaat om de activiteit van de handpalmspieren van atleten te onderzoeken zonder hun prestaties te verstoren, " merkt Assist op. Prof. Tomoyuki Nagmi van Kitasato University. "Dit oppervlakte-elektromyografische meetsysteem zal de analyse van beweging in onontgonnen palmspiergebieden mogelijk maken, wat leidt tot een beter begrip van spieractiviteit in een breed scala aan sporten en zelfs artistieke of muzikale uitvoeringen, Assoc. Prof. Toshinori Fujie van Waseda University (momenteel Tokio Instituut voor Technologie), die het onderzoek leidde, concludeert. Er zijn ook potentiële toepassingen in medisch onderzoek voor momenteel onverklaarbare motorische aandoeningen, zoals de jips. Het is duidelijk dat een beter begrip van ons eigen lichaam tijdens het sporten ons zou kunnen helpen om beter te presteren en een gezondere levensstijl te leiden.