IBM ha appena presentato un sistema che permette di monitorare i malati di Parkinson (e non solo). Il principio è semplice e al tempo stesso geniale: quando un materiale subisce una flessione immancabilmente esso si allunga nella direzione della superficie flessa. Il sistema consiste quindi in degli estensimetri posti sull’unghia dei pazienti. Quando quest’ultimi fanno presa su un oggetto applicano una forza sull’oggetto. Ovviamente in concomitanza di ciò avviene una deformazione dell’unghia, seppur non visibile a occhio nudo. Una volta misurata la deformazione il sistema comunica i dati ad uno smartphone o ad uno smartwatch. Lì un’applicazione combina questi dati insieme a  quelli di un accelerometro (un sensore che rileva l’accelerazione) e ne estrapola un segnale.

Il segnale viene infine elaborato da un algoritmo di machine learning che permette di individuare sintomi come la bradicinesia, il tremore e la discinesia, tutti correlati al morbo di Parkinson.

La magia: gli estensimetri

Queste microscopiche deformazioni come vengono individuate?

Il sensore che risolve l’arduo compito è l’estensimetro. Esso è in grado di rilevare le deformazioni a partire da un principio elettrico.

Le resistenze, infatti, sappiamo dalle riminiscenze del liceo che sono definite dall’equazione di ohm (V=R*I). La resistenza elettrica di un materiale però a livello microscopico dipende da vari fattori, tra cui proprio la lunghezza del filo. Per essere precisi la resistenza è:

R=ρ*(L/A)

dove ρ è la resistività del materiale e dipende dalla sua natura, L è la lunghezza del tratto e A è la sezione, per esempio in un cilindro è quella che a geometria alle medie ci facevano chiamare “area di base”.

Unghie ed estensimetri

Quando un materiale si flette la sua sezione non cambia, la sua resistività nemmeno ma la sua lunghezza sulla parte alta sì. Di conseguenza si applica l’estensimetro sopra l’unghia, sulla parte che dovrebbe allungarsi. Quando si fa forza l’unghia si flette, l’estensimetro si allunga e aumenta la sua resistenza. Chiaramente se mettiamo nel circuito una corrente nota alla variazione di resistenza abbiamo una variazione di tensione, detto comunemente e non proprio in modo preciso voltaggio. Misurando questa tensione sappiamo la flessione e da lì possiamo stimare la forza della mano.

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