Современная электроника №4/2025

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 8 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2025 мо, чтобы ткань плотно прилегала к коже. Поэтому компания, заинтере- сованная в долгосрочном сотрудни- честве, даже поставляет клиентам несколько новых пар умных носков каждые полгода. На рис. 7 представлено условно экзотическое электронное устрой- ство – маломощный генератор элек- троэнергии, разработанный группой инженеров из Университета Запад- ной Англии. Устройство, по форме напоминающие гетры, представля- ет собой носимые на ногах микроб- ные топливные элементы, зашитые в износостойкую ткань. Ресурсом для производства энергии стала челове- ческая моча, циркулирующая вну- три устройства за счёт механическо- го давления и силы тяжести. Относительно сложная система состоит из пластиковых трубок, сое- диняющихся с механической помпой под пяткой. При каждом шаге ступня человека давит на помпу, и жидкость поднимается к закреплённым на голе- ни 12 топливным элементам. Пройдя сквозь них, органическая жидкость стекает обратно по нисходящим труб- кам. Затем цикл повторяется. При ходьбе процесс становится непрерыв- ным, и потому генерируется электри- чество. Идея сама по себе креативная, поскольку микробные топливные элементы тоже выполнены в виде трубок. Внутренняя поверхность содержит электроды: катод и анод, разделённые мембраной, пропускаю- щей только ионы водорода Н+. На ано- де микроорганизмы разлагают хими- ческие вещества из мочи: мочевину, креатинин, соли, при этом выделяют протоны и электроны. Последние по проводам поступают в суперконден- саторы (ионисторы) и питают подсо- единённые электронные устройства. Затем, когда из внешней электриче- ской цепи обратный ток поступает на катод, электроны вместе с протонами, которые проскочили через мембра- ну, образуют воду, реагируя с кисло- родом в составе воздуха [15]. Также среди разработанных прибо- ров высокочувствительный автоном- ный трибоэлектрический слуховой датчик для социальной робототех- ники и слуховых аппаратов, а также сверхрастягивающийся и структур- но-проектируемый трибоэлектриче- ский наногенератор на основе жидко- го металла для носимой электроники. «Умная», или иначе, «масштабируе- мая электронная» перчатка с тактиль- ной обратной связью – креативный HMI для приложений виртуальной, дополненной реальности – позволяет изучить возможности, силы и сигна- туры захвата ладони с использовани- ем электронной техники [7]. Спортивное направление NINE Однако не только артериальное давление или уровень сахара могут замеряться электронными датчика- ми. Фитнес-браслеты с фиксацией на запястьи, груди или поясе извест- ны как популярный способ следить за показателями физической актив- ности. По информации со встроен- ных датчиков, таких как пульсометр, акселерометр, гироскоп, GPS-трекер и др., рассчитывается число шагов, пройденное расстояние, скорость пользователя и потраченные кало- рии. Нельзя сказать, что адаптируе- мые результаты очень точны; как и в смарт-часах даже известных марок с качественным исполнением, на дисплей выводится приблизитель- ный результат с отклонениями до 20%. Более точно количество шагов и каденс на пробежке покажут анали- заторы с помощью датчиков, установ- ленных прямо на ступне или лодыж- ке. На основе этой идеи разработаны датчики для фитнес-трекеров и меди- цинского диагностического оборудо- вания, в том числе «зашитые» в тек- стиль носка, стельку или подошву обуви. Как вариант, датчики в фор- ме гибкого сенсора, вшитые в подо- шву носка и в трёх точках ступни, реагируют на давление ступни на грунт при шаге или беге. В съёмном и облегчённом беспроводном модуле Core установлен акселерометр, магне- тометр и гироскоп, а также приёмо- передатчик Bluetooth для трансляции информации на смартфон с активным и адаптированным приложением. На рис. 8 показано внутреннее устройство гибкого электронного дат- чика плоской формы для носка. Это стало возможным благодаря откры- тию и разработке новейших матери- алов. Кроме общих показателей шаго- мера, электронная система (прило- жения) анализирует особенности приземления на стопу и ударную нагрузку при ходьбе или беге. Эти физиологические свойства зависят от многих факторов: поверхности доро- ги, погодных условий, особенностей обуви, но во многом они индивиду- альны и в комплексе с другими харак- теристиками человека могут служить предметом его идентификации. Тем не менее электронное устройство рас- познает (и фиксирует в электронной памяти) стиль ходьбы или бега поль- зователя. А это позволяет сравнивать в динамике в разное время (месяцы, годы) сопоставимые параметры и даже вырабатывать простые (слож- ные даст специалист, тренер, врач) рекомендации для корректировки техники ходьбы или бега с целью победы в соревнованиях или сниже- ния вероятности получения травм. В комплексе с умными носками мож- но задействовать не менее «умную» футболку со встроенным анализато- ром сердечного ритма и другими дат- чиками (рис. 9). Польза идей для российских разработчиков Из рассмотренного материала сле- дует, что идентификация пользовате- ля по анализу походки с использова- Рис. 9. Вид футболки с датчиками контроля разных параметров Рис. 8. Внутреннее устройство электронного датчика для носка