تقویت عضلات ورزشکاران با شلوارک هوشمند دوچرخه‌سواری

تقویت عضلات ورزشکاران با شلوارک هوشمند دوچرخه‌سواری

733 403 نوفن حامی البرز

 

یک شرکت استارتاپی در بریتانیا شلوارک جدید دوچرخه سواری تولید کرده است که دارای حسگر و سیم‌هایی است که جریان الکتریکی را به سمت عضلات دوچرخه‌سوار می‌فرستد و باعث بهتر شدن عملکرد فرد می‌شود.

در حالی که پیش از این از فناوری در جهت ارتقای تجهیزات دوچرخه‌سواری استفاده شده است، شلوارک‌های دوچرخه سواری بدون تغییر مانده‌اند به جز در برخی موارد مانند تغییر جنس پارچه.

اما اکنون یک استارتاپ بریتانیایی به نام ایمپالس(Impulse) شلوارکی تولید کرده که با استفاده از حسگرهای الکتریکی و هوش مصنوعی عضلات دوچرخه سواران را هنگام انجام این ورزش تحریک کرده و شکل می‌دهد.

دوان لوئیس(Devon Lewis) دانشجوی دکتری در رشته علوم اعصاب دانشگاه ساوتهمپتون(Southampton) این شلوارک‌ها را طراحی کرده است.

این شرکت قصد دارد این فناوری را برای سایر فعالیت‌ها مانند دوندگان و کسانی که در باشگاه ورزش می‌کنند نیز به کار بگیرد.

این کار به وسیله‌ی حسگرهایی که دائما فعالیت عضلات را بررسی می‌کنند انجام می‌شود. این اطلاعات به هوش مصنوعی تعبیه شده در شلوارک ارسال می‌شود و در نتیجه این هوش مصنوعی بررسی می‌کند که کدام عضلات نیاز به تحریک بیشتر برای بهتر شدن عملکرد فرد دارند. این جریان‌های الکتریکی توسط سیم‌های تعبیه شده در شلوارک به عضلات دوچرخه سوار منتقل می‌شوند.

ایده ساخت این شلوارک‌ها کمی بعد از مطالعه‌ی مبحث تماس عصبی –ماهیچه‌ای به ذهن لوئیس رسید. سیناپس‌های شیمیایی در میان نورون‌های حرکتی و تارهای ماهیچه‌ای قرار دارند.

این اتصال به نورون‌های حرکتی کمک می‌کند تا سیگنالی به تارهای ماهیچه‌ای بفرستند که باعث انقباض عضلات می‌شود. شلوارک‌های ایمپالس این کار را با استفاده از جریان‌های الکتریکی انجام می‌دهند بدون نیاز به آن که مغز فرمان این کار را بدهد.

لوئیس می‌گوید: ما برای کنترل ماهیچه‌های خود محدودیت‌هایی داریم. اما با استفاده از الکتریسیته می‌توان آن‌ها را با دقت بیشتری کنترل کرد و باعث انقباض شدیدتر آنها شد.

وی به کسانی که نگرانند هنگام دوچرخه سواری احساس شوک الکتریکی کنند می‌گوید که این حس بیشتر شبیه به احساس سوزن سوزن شدن است و شبیه به شوک نیست. مانند زمانی که چیزی تند می‌خوریم. شاید در ابتدای استفاده از آنها احساس عجیبی داشته باشید اما به سرعت به ‌آن عادت می‌کنید.

ایده اقای لوئیس قرار است توسط شرکتی به نام Future Worlds در دانشگاه Southampton مورد حمایت قرارگیرد که باعث جلب توجه سرمایه‌گزاران خواهد شد.

همچنین این محصول قرار است در نمایشگاه فناوری CES ۲۰۲۱ که در روزهای آینده برگزار می‌شود نمایش داده شود.

دانشمندان راه حلی کارآمد و ارزان برای ایجاد یک واکنش شیمیایی در قلب بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی یافته‌اند که می‌تواند باعث ایجاد راه‌هایی بهتر برای تولید زیست سوخت از گیاهان شود.

دانشمندان سراسر جهان دائما در تلاش هستند تا زیست سوخت و دیگر محصولات زیستی را به طور ارزان‌تری تولید کنند. بر طبق مقاله‌ای که امروز در مجله‌ی Scientific Reports منتشر شده است این موضوع امکان‌پذیر است.

ونکات گوپالان(Venkat Gopalan) که نویسنده ارشد این مقاله و استاد شیمی و بیوشیمی در دانشگاه ایالتی اوهایو است می‌گوید: فرآیند تبدیل شکر به الکل باید بسیار کارآمد باشد تا محصول نهایی با سوخت‌های فسیلی قابل مقایسه باشد. فرآیند مناسب برای انجام این کار وجود دارد اما هزینه‌ی زیاد آن باعث می‌شود نتوان آن را جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی دانست حتی با حمایت‌های مالی دولت. اما به نظر می‌رسد این پیشرفت جدید به کاهش هزینه‌ها کمک خواهد کرد.

روشی ساده‌تر و ارزان‌تر برای تولید این سوخت‌ها ایجاد “مولکول‌های کمک کننده” که به تبدیل کربن به انرژی در سلول کمک می‌کنند است. این مولکول‌های کمک کننده که شیمی‌دانان آنها را “کوفاکتور” می‌نامند شامل نیکوتیدآمید آدنین دی‌نوکلئید(NADH) و نیکوتین‌آمید ‌آدنین دی‌نوکلئوتید فسفات(NADPH) هستند. این دو کوفاکتور در شکل کوتاه شده خود نقش مهمی در فرآیند تبدیل شکر از گیاهان و تبدیل آن به بوتانول یا اتانول برای تولید سوخت ایفا می‌کنند. همچنین هر دوی این کوفاکتورها نقش مهمی در کاهش سرعت متابولیسم‌ سلول‌های سرطانی دارند و برای درمان برخی سرطان‌ها نیز مورد هدف قرار گرفته‌اند. اما NADH و NADPH گران هستند.

ویش سابرامینام(Vish Subramaniam) از نویسندگان این مقاله و استاد بازنشسته دانشکده مهندسی دانشگاه اوهایو می‌گوید: اگر بتوان هزینه‌های تولید این دو کوفاکتور را کاهش داد در آن صورت زیست سوخت‌ها تبدیل به افزونه‌ای جذاب برای تولید سوخت‌های جایگزین با بنزین می‌شوند.

دانشمندان در آزمایشگاه با استفاده از یک الکترود که با نیکل و کوپر ارزان قیمت پوشانده شده بود دو کوفاکتور مورد نظر را تولید کردند و از آن‌ها برای تولید الکل از یک مولکول دیگر استفاده کردند. بر طبق این آزمایش آنها نشان دادند که الکترودی که ساخته‌اند می‌تواند سلول‌های گیاهی را تبدیل به زیست سوخت کند.

بوتانول معمولا برای این کار به کار نمی‌رود زیرا قیمت زیادی دارد اما اگر بتوان هزینه تولید آن را نصف کرد شرایط تغییر می‌کند و این کار شدنی است زیرا هزینه‌های تولید آن وابسته به کوفاکتور هاست.

اما از آنجا که NADH و NADHP مرکز بسیاری از فرآیندهای تولید انرژی درون سلول هستند این تحقیقات می‌تواند به سایر موضوعات نیز کمک کند.

تحقیقات پیشین سابرامانیام(Subramaniam) تاثیر میدان‌های الکترومغناطیسی بر کاهش پیشرفت سرطان سینه را نشان داده است.

او می‌گوید: این موضوع به دانشمندان کمک می‌کند تا راحت‌تر و موثرتر جریان الکترون‌ها را در سلول‌های سرطانی کنترل و روند رشد و پیشرفت این سلول‌ها را متوقف کنند.

وی همچنان بیشتر فعالیت‌های علمی خود را صرف تحقیق در مورد ساخت گیاهانی مصنوعی کرد که بتوانند با استفاده از نور خورشید کربن‌دی‌اکسید را به اکسیژن تبدیل کنند. او تصور می‌کرد که در مقیاسی بزرگ این گیاهان بتوانند با کاهش کربن‌دی ‌اکسید اتمسفر مشکل تغییرات جوی را حل کنند.

این تحقیقات می‌تواند گامی به سوی رسیدن به این موضوع باشد. زیرا گیاهان از NADPH برای تبدیل کربن‌دی‌اکسید به شکر استفاده می‌کنند که در نهایت در فرآیند فتوسنتز منجر به تولید اکسیژن می‌شود و راحت‌تر شدن دسترسی به NADPH می‌تواند به تولید یک واکنش فتوسنتز مصنوعی کمک کند. اما پیش از آن مورد ضروری‌تر و محتمل‌تر تولید زیست سوخت‌ها است.

 

منبع: ایسنا