Vai apģērbs var palīdzēt cilvēkam labāk izprast savas kustības? Rīgas Stradiņa universitātes (RSU) pētnieki sadarbībā ar Rīgas Tehnisko universitāti (RTU) un Vidzemes Augstskolu (ViA) attīsta viedā tekstila risinājumus, kas ļauj iegūt informāciju par ķermeņa kustībām un izmantot to vingrinājumu izpildes uzlabošanai. Tuvojoties trīs gadu pētniecības projekta noslēgumam, tehnoloģija jau pārbaudīta ārpus laboratorijas, iesaistot jaunos futbolistus. Pētnieku mērķis bija noskaidrot, kā šādi risinājumi nākotnē varētu palīdzēt traumu profilaksē.
Sportā svarīgi ir ne tikai tas, cik daudz cilvēks trenējas, bet arī tas, kā viņš kustas. Skrienot, lecot, piezemējoties vai veicot pietupienus, būtiska nozīme ir pēdu noslogojumam un kāju locītavu kustību kontrolei. Ne vienmēr cilvēks pats spēj sajust, vai kustība tiek izpildīta vēlamajā veidā, un arī speciālists nevar tikai ar redzi vien precīzi novērtēt visas kustību īpatnības.
Tieši šīs problēmas risināšanai pētnieki meklēja veidus, kā apģērbā iestrādātus sensorus izmantot kustību novērtēšanā un apmācībā.
„Šie rīki mums dod informāciju par to, ko paši nespējam novērtēt un neredzam,” stāstot par projektā paveikto, RSU Inovāciju dienā skaidroja projekta vadītāja, RSU vadošā pētniece un fizioterapeite Guna Semjonova.
Audums kļūst par kustību sensoru
Viedais tekstils ir audums, kurā iestrādāti elektrību vadoši pavedieni. Audumam izstiepjoties vai tiekot saspiestam, mainās tā elektriskā pretestība. Šīs izmaiņas iespējams reģistrēt un pārvērst datos par kustību vai noslogojumu.
Viens no pētnieku izmantotajiem risinājumiem ir DAid® viedo zeķu sistēma. Tajā iestrādātie sensori palīdz novērtēt, kā kustības laikā mainās spiediens uz dažādām pēdas daļām. Atšķirībā no mērījumiem, kuriem nepieciešama specializēta platforma, valkājamie sensori paver iespēju iegūt informāciju arī ārpus laboratorijas.
Tomēr projekta būtība nav tikai kustību izmērīšana. Pētnieki strādāja pie tā, lai iegūtie dati kļūtu noderīgi pašam cilvēkam. Šeit nozīmīga ir bioloģiskā atgriezeniskā saite jeb pieeja, kurā cilvēks saņem informāciju par sava ķermeņa darbību un izmanto to, lai apzināti koriģētu kustības. Piemēram, ja vingrinājuma laikā pēda tiek noslogota nevēlamā veidā, sistēma var palīdzēt to pamanīt un cilvēks var mainīt kustības izpildi un pēdas novietojumu.
Projektā viedā tekstila iespējas tiek apvienotas ar digitāliem risinājumiem un jauktās realitātes pieeju. Iecere ir panākt, lai kustību novērtēšana nebūtu tikai speciālista veikta datu analīze, bet arī sportistam saprotams un izmantojams vingrinājumu apguves process.
Tehnoloģija pārbaudīta ārpus laboratorijas
Projektā īpaša uzmanība pievērsta Latvijas futbola jaunatnes līgas spēlētājiem. Futbolā bieži jāskrien, strauji jāmaina kustības virziens, jālec un jāpiezemējas, tāpēc kājas tiek pakļautas atkārtotai slodzei. Šādos apstākļos īpaši svarīga ir kustību kontrole un pareiza traumu profilakses vingrinājumu izpilde.
Kā stāsta projekta vadītāja Guna Semjonova, pētnieki ne tikai izstrādājuši tehnoloģiju un veikuši sākotnējos mērījumus laboratorijā, bet arī pārbaudījuši tās izmantošanas iespējas apstākļos, kas ir tuvāki sportistu ikdienai. Pētījumā ar 32 jaunajiem futbolistiem, izmantojot vairākas bezvadu sensoru sistēmas, analizēts pēdas noslogojums, kāju locītavu kustības un muskuļu aktivitāte. Pētnieki konstatēja saistību starp pēdas noslogojumu, ceļa un gūžas locītavu kustībām un muskuļu aktivitāti. Šie rezultāti aprakstīti vienā no projekta gaitā tapušajām zinātniskajām publikācijām, kas publicēta starptautiskajā žurnālā JMIR Formative Research. Iegūtās zināšanas palīdz labāk izprast dažādu kājas daļu kustību savstarpējo saistību un var noderēt tādu tehnoloģiju attīstībā, kas sportistiem sniedz atgriezenisko saiti par vingrinājumu izpildi.
Tehnoloģija pašlaik sasniegusi sesto tehnoloģiju gatavības līmeni (TRL 6). Tas nozīmē, ka prototips demonstrēts atbilstošos apstākļos, taču vēl nav gatavs plašai komerciālai izmantošanai. Turpmāk pētniekiem būtiski pilnveidot veidu, kā iegūtos datus pārvērst sportistiem saprotamā atgriezeniskajā saitē un iekļaut šādas sistēmas treniņu vai rehabilitācijas procesā.
Vai viedais apģērbs nākotnē varētu palīdzēt arī rehabilitācijā?
Lai gan pašreizējā projektā uzmanība pievērsta jaunajiem futbolistiem, viedā tekstila izmantošanas iespējas ar sportu nebeidzas. Guna Semjonova, kura ikdienā strādā arī par fizioterapeiti, saskata potenciālu šādu tehnoloģiju izmantošanai rehabilitācijā, piemēram, palīdzot cilvēkiem pēc traumām vai saslimšanām no jauna apgūt gaitu, kā arī amatieru sportā un profesionālajā dejā.
Pētniece stāsta, ka kopā ar kolēģiem pirms šī projekta pētījusi arī T-kreklos iestrādātu sensoru izmantošanu vijolnieku un baletdejotāju kustību novērtēšanai, savukārt RTU pētnieki pievērsušies viedā tekstila risinājumiem elpošanas un citu ķermeņa kustību mērīšanai.
Lai šādas tehnoloģijas kļūtu plašāk izmantojamas, tām jābūt ērtām un pieejamām. Kā atceras Guna Semjonova, agrīnajiem prototipiem bija nepieciešami apjomīgāki elektronikas bloki un daudzi vadi, bet tagad iespējams veidot arvien kompaktākus risinājumus. Latvijas pētnieku izstrādātās tehnoloģijas turpmākai attīstībai būs nepieciešami papildu ieguldījumi un sadarbības partneri, tomēr svarīgi atcerēties – šādu pētījumu vērtība nav mērāma tikai pēc tā, vai projekta noslēgumā radīts tirgum pilnībā gatavs produkts. Tie ļauj pārbaudīt jaunas idejas, iegūt zināšanas un attīstīt tehnoloģijas, kuru praktiskais pielietojums var būt daudz plašāks par sākotnējo ieceri. Šodien pētnieki meklē veidus, kā palīdzēt jaunajiem futbolistiem labāk kontrolēt kustības, bet nākotnē šīs zināšanas var noderēt arī rehabilitācijā un citās jomās.
Par projektu
Fundamentālo un lietišķo pētījumu projektā „Viedie tekstila risinājumi kā bioloģiskās atgriezeniskās saites metode traumu profilaksei Latvijas futbola jaunatnes līgas spēlētājiem” (Nr. lzp-2023/1-0027) Rīgas Stradiņa universitāte sadarbojas ar Rīgas Tehnisko universitāti un Vidzemes Augstskolu. Projektu finansē Latvijas Zinātnes padome. Par pētījumu un viedā tekstila izmantošanas iespējām Guna Semjonova stāstīja RSU Inovāciju dienā 2026. gada 5. novembrī.
