De kommande olympiska och paralympiska spelen i Tokyo 2020 utgör en stor möjlighet för regeringar att främja en hälsosam livsstil och sport, och decenniumskiftet är ett utmärkt tillfälle att visa upp hur den senaste tekniska utvecklingen kan användas för att hjälpa oss förstå mänsklig rörelse under sport. I detta avseende kombinationen av höghastighetskameror och elektromyografiska ytsensorer, som registrerar palmmusklernas elektromyografiska aktivitet, har använts för att få en bättre förståelse för den fina kontroll idrottare och idrottare utövar på sina palmmuskler.

Dock, konventionella anordningar för ytelektromyografi använder små elektroder som är fästa på huden och trådarna, som begränsar den fria rörligheten. Allt-i-ett-moduler som innehåller elektroder, förstärkare, och trådlösa sändare hjälper till att lösa detta problem endast i viss utsträckning; dessa moduler är inte lämpliga för vissa delar av kroppen, som handflatorna eller sulorna. Under pitching i baseboll, till exempel, bollen är i direkt kontakt med palmmusklerna, och integrerade moduler kan inte användas utan att vara till besvär för användaren. Även om hudliknande elektroder användes, de höga krafterna och friktionen skulle bryta isär dem. Detta har begränsat elektromyografiska studier till andra delar av armar och ben.

För att lösa detta problem, ett gemensamt forskarlag från Waseda University och Kitasato University, Japan hämtade inspiration från en traditionell japansk konstform som heter kirigami, för att förbereda ett hållbart hudliknande plåster för att mäta den elektromyografiska aktiviteten av palmmuskler, och har publicerat sina resultat i NPG Asia Materials . Till skillnad från de mer kända origami , kirigami hantverk innehåller både pappersveck och snitt. Intressant, det är möjligt att använda kirigami -teknik för att skapa ultratunna isolerade ledande ark som också är i stort sett böjbara och töjbara.

"Genom att skära ett ledande ark i ett speciellt kirigami-mönster och försegla det med silikongummi, vi har lyckats skapa elastiska och isolerade ledningar som minimerar den mekaniska obalansen mellan hud och enhet under träning, "rapporterar Dr Kento Yamagishi från Waseda University (för närvarande Singapore University of Technology and Design), tidningens huvudförfattare. Dessa trådar kombinerades med en annan av deras tidigare uppfinningar - ledande nanosheets som kan användas på handflatan eller sulor utan problem.

Dessa två enheter bildar tillsammans en elastisk kirigami-lapp som kan fånga elektromyografiska signaler i svåra områden och föra dem till en Bluetooth-enhet placerad i en mindre påträngande zon, såsom underarmen. Forskargruppen testade sin uppfinning genom att mäta elektromyografiska signaler från en av handflatsmusklerna hos en erfaren basebollspelare när de kastade kurvbollar och snabbbollar, hitta signifikanta skillnader mellan båda typerna av kast.

"Vårt elastiska kirigami-plåster kommer att fungera som en minimalt märkbar anordning för att undersöka aktiviteten hos idrottares palmmuskler utan att störa deras prestation, " anmärkningar Assist. Prof. Tomoyuki Nagmi från Kitasato University. "Detta elektromyografiska ytmätsystem kommer att möjliggöra analys av rörelse i outforskade palmmuskelområden, leder till en bättre förståelse för muskelaktivitet inom ett brett utbud av sporter och till och med konstnärliga eller musikaliska framträdanden, " Adjunkt Prof. Toshinori Fujie vid Waseda University (för närvarande, Tokyo Institute of Technology), som ledde forskningen, avslutar. Det finns också potentiella tillämpningar inom medicinsk forskning för för närvarande oförklarliga motoriska störningar, som yips. Det är tydligt att en bättre förståelse för vår egen kropp under träning kan hjälpa oss att prestera bättre och leda en hälsosammare livsstil.