طور باحثون في معهد ستيفنز للتقنية حذاءً ذكيًا، يسمى سبورتس سول، يستخدم الذكاء الاصطناعي لتحليل نمط حركة مرتديه، ونشروا تفاصيل مشروعهم في عدد شهر يناير2020 من دورية آي إي إي إي ترانسأكشنز أوف نيورال سيستمز آند ريهابيليتيشنز إنجنيرنج. ويساعد الحذاء الأبحاث السريرية في دراسة نمط المشي في المصابين باضطرابات الحركة أو إصابات عضلية. وقد يساعد أيضًا لاعبي ألعاب القوى في تحسين طريقة ركضهم.
وقال دميانو زانوتو، رئيس مختبر الأنظمة الروبوتية القابلة للارتداء في معهد ستيفنز والمؤلف الرئيس للدراسة «يحلل هذا الحذاء الذكي حركة مرتديه لحظيًا، بحسب موقع مرصد المستقبل الإماراتى.
على الرغم من أن الخطوة التي يخطوها الشخص تبدو بسيطة، لكن تحليلها وجمع البيانات عن نمط المشي لحظيًا مثّل تحديًا كبيرًا للباحثين. وتوجد حاليًا بعض التقنيات التي تحلل نمط الحركة، مثل أنظمة رصد الحركة باستخدام الكاميرات، لكنها باهظة الثمن ولا تستخدم سوى داخل المختبرات ما يعوق استخدامها على نطاقٍ واسع.
ذكر زانوتو وفريقه أن الحذاء الذكي يقدم بيانات لحظية عن طول خطوة مرتديه وسرعتها وقوتها بدقةٍ كبيرة بالمقارنة مع الأنظمة التقليدية. ويسعى الفريق للحصول على براءتي اختراع للحذاء الجديد، وتتابع العديد من الشركات العالمية هذا المشروع عن كثب.
ويستخدم الحذاء مقاييس تسارع وجيرسكوبات لمراقبة حركته واتجاهه، وحساسات لقياس ضغط القدم على الحذاء ويلتقط الحذاء 500 قراءة في الثانية ما يمثل خمسة أضعاف قدرة الأجهزة التقليدية.
وقلص الفريق قراءات الحذاء للتغلب على الضوضاء الصادرة عن الحساسات، وتنتقل القراءات بعد ذلك إلى خوارزمية ذكاء اصطناعي تحللها وتستخلص منها المعلومات بصورة لحظية. ويذلك تتفوق على الأجهزة التقليدية التي تتطلب تخزين البيانات أولًا قبل تحليلها.
ويعمل الحذاء خلال المشي والركض، وينتج قياسات دقيقة دون الحاجة إلى تعديله كي يناسب المستخدمين المختلفين. وأظهرت التجارب أنه يناسب الأطفال الذين يعانون من اضطرابات في التوازن بدايةً من عمر 3 أعوام، ويمتاز الحذاء الذكي إلى جانب دقته بانخفاض تكلفته، إذ ذكر الفريق أنه تكلفته لا تتخطى 100 دولار وكانت نتائجه أكثر دقة من الأجهزة التقليدية التي تزيد تكلفتها عن 1000 دولار.
وأضاف الفريق أنه يركز على اختبار الحذاء للاستخدامات السريرية، ما يساعد في توفير علاج للمصابين باضطرابات الحركة بالإضافة إلى مراقبة تأثير بعض العلاجات على الحركة.