સારા બાયસેપ કર્લ કેવા દેખાય છે? કોઈ ધમધમતા જીમમાં જાઓ, તો દરેક વ્યક્તિ પ્રમાણે તેનો જવાબ અલગ-અલગ હોઈ શકે છે. કેટલાક લોકો ટ્રેનરને જોઈને શીખે છે, જ્યારે અન્ય લોકો જીમમાં આવતા સાથીઓને જોઈને અથવા પોતાના ફોન પર વિડિયો જોઈને અનુસરણ કરે છે. નિયમિત દેખરેખ વિના, શરૂઆત કરનારાઓ કદાચ એ ઓળખી શકતા નથી કે તેમની ફોમ ક્યારે બદલાય છે અથવા ક્યારે કોઈ હિલચાલ ખોટી રીતે થઈ રહી છે.

ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી ગાંધીનગર (IITGN)ના કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના એસોસિએટ પ્રોફેસર ડૉ. બિસ્વજિત સાહાએ જણાવ્યું હતું કે,“એક અનુભવી કોચ ઘણીવાર આવા તફાવતો ઝડપથી પકડી શકે છે. પરંતુ ગીચ જીમ કે ટ્રેનિંગ સેન્ટરમાં, દરેક વ્યક્તિ દ્વારા કરવામાં આવતા દરેક રિપિટિશન પર નજર રાખવી મુશ્કેલ છે. અમને વિચાર આવ્યો કે શું વેરેબલ સેન્સર હિલચાલની તપાસ કરવાનો એક વધારાનો માર્ગ પૂરો પાડી શકે છે, ભલે કોચ દરેક પુનરાવર્તનનું નિરીક્ષણ ન કરી શકે?”

સ્માર્ટ મટિરિયલ્સ લેબોરેટરી ખાતેના તેમના સંશોધન જૂથે સ્ટ્રેન્થ ટ્રેનિંગ અને ટેનિસ તથા સ્વિમિંગ જેવી રમતો માટે ડિઝાઇન કરાયેલા નાના, ફ્લેક્સિબલ સેન્સર પેચ બનાવીને આ પ્રશ્ન પર સંશોધન કર્યું હતું. આ પેચનું હવે વાસ્તવિક તાલીમ સત્રોમાં જીમમાં જતા લોકો અને એથ્લેટ્સ પર પરીક્ષણ કરવામાં આવી રહ્યું છે, અને ટીમ તેને વધુ વિકસાવવા માટે ઉદ્યોગ અને સરકારી ભાગીદારોની શોધ કરી રહી છે.

હિલચાલને સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવી

શરીરના પસંદગીના ભાગો પર લગાવવામાં આવેલા આ પેચ હિલચાલ સાથે સંકળાયેલા વિદ્યુત ફેરફારોને રેકોર્ડ કરે છે. આનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત પીઝોરેઝિસ્ટિવ સેન્સિંગ તરીકે ઓળખાય છે. આ સેન્સર્સમાં, મિકેનિકલ ડિફોર્મેશન વિદ્યુત પ્રતિકારમાં ફેરફાર કરે છે. જ્યારે શરીર હિલચાલ કરે છે, ત્યારે ત્વચા અને આસપાસના પેશીઓની સાથે પેચ પણ વિકૃત થાય છે. તે વિકૃતિ સેન્સરના વિદ્યુત પ્રતિભાવને બદલે છે, જે એક માપી શકાય તેવો સિગ્નલ ઉત્પન્ન કરે છે.

આ સિગ્નલ એક નાની ઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ દ્વારા પસાર થાય છે, જ્યાં તેને સેમ્પલ કરીને બ્લૂટૂથનો ઉપયોગ કરીને મોબાઇલ ડિવાઇસમાં ટ્રાન્સમિટ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ એક મશીન-લર્નિંગ મોડેલ તે સિગ્નલોની પેટર્નની તપાસ કરે છે અને સ્ટેટ અને નેશનલ લેવલે સ્પર્ધા કરતા કોચ, ટ્રેનર્સ અને રમતવીરો સહિતના અનુભવી પ્રેક્ટિશનરો પાસેથી એકત્રિત કરવામાં આવેલા સંદર્ભ ડેટા સાથે તેની સરખામણી કરે છે.

વેરેબલ સેન્સર વિકસાવનારી સંશોધન ટીમનો ભાગ અને IITGNના કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના પીએચડી સ્કોલર કુમારી કોશા નવનીત વૈષ્ણવે સમજાવ્યું કે,“અનુભવી પ્રેક્ટિશનરો પાસેથી રેકોર્ડ કરાયેલી પેટર્ન સાથે આ પેટર્નની સરખામણી કરીને, અમારો હેતુ ટ્રેનર્સને કસરત અને રમતગમતના પ્રદર્શનનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે વધારાની માહિતી પૂરી પાડવાનો છે.”

શ્રેષ્ઠ લોકો પાસેથી શીખવું

નવા સેન્સરની ડિઝાઇન કરાયેલી ફ્રેમવર્ક સિગ્નલોમાં રહેલા તફાવતોની તપાસ કરી શકે છે, જેમાં તેમનો સમય, મજબૂતાઈ અને પુનરાવર્તનો દરમિયાનની સુસંગતતા સામેલ છે. કારણ કે એવી કોઈ એક સાચી પેટર્ન નથી કે જેને દરેક વ્યક્તિએ અનુસરવી જ પડે, બે વ્યક્તિઓ તેમના શરીરના પ્રમાણ, મોબિલિટી અથવા વ્યક્તિગત હિલચાલની ટેવોને કારણે એક જ કસરત અલગ અલગ રીતે કરી શકે છે. થાકેલી હાલતમાં એક જ વ્યક્તિ પણ અલગ રીતે હિલચાલ કરી શકે છે. તેથી, બે સિગ્નલો વચ્ચેનો તફાવત એ કોઈ ભૂલ હોવાનો પુરાવો જ છે એવું જરૂરી નથી. પડકાર એ સ્થાપિત કરવાનો છે કે કયા તફાવતો મહત્વના છે અને તે અભ્યાસ હેઠળની હિલચાલ વિશે શું પ્રગટ કરે છે.

IITGNના કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો ડૉ. રવિ પ્રકાશ વર્મા કે જેઓ સેન્સર પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં અભિન્ન અંગ રહ્યા છે, જણાવ્યું કે,“અમારું ફ્રેમવર્ક હિલચાલની પેટર્ન વિશે જથ્થાત્મક માહિતી પૂરી પાડીને પરંપરાગત કોચિંગને પૂરક બનાવવાનો હેતુ ધરાવે છે, જેનું કેવળ નિરીક્ષણ દ્વારા સતત મૂલ્યાંકન કરવું મુશ્કેલ હોઈ શકે છે.”

આ સંભવિત સ્પોર્ટ્સ પેચ એ IITGN ગ્રુપ દ્વારા શરીર પર પહેરી શકાય અને વિવિધ ઉપયોગો માટે અનુકૂળ થઈ શકે તેવા ફ્લેક્સિબલ સેન્સર્સ વિકસાવવાના મોટા પ્રયાસનો એક ભાગ છે. સેન્સર્સ એન્ડ એક્ટ્યુએટર્સ B: કેમિકલમાં પ્રકાશિત 2024ના એક અભ્યાસમાં, સંશોધકોએ શારીરિક હિલચાલ અને શારીરિક સિગ્નલોને ટ્રેક કરવા માટે ટેક્સટાઈલ બેન્ડેજમાં સંકલિત એક સ્ટ્રેચેબલ સેન્સર વિકસાવ્યું હતું. તેણે પરીક્ષણોમાં 50,000 સાયકલના પુનરાવર્તિત ઉપયોગનો સામનો કર્યો અને એસ્ચેરીચિયા કોલાઈ (Escherichia coli) સામે બેક્ટેરિયા વિરોધી પ્રવૃત્તિ દર્શાવી. ACS એપ્લાઇડ નેનો મટીરિયલ્સમાં પ્રકાશિત અન્ય 2024ના અભ્યાસમાં, એક સ્ટ્રેચેબલ, પ્રિન્ટેબલ સેન્સર રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું જેણે માનવ શારીરિક સિગ્નલો અને શારીરિક પ્રવૃત્તિઓ પર નજર રાખી હતી. IEEE સેન્સર્સ જર્નલમાં પ્રકાશિત ત્રીજા અભ્યાસમાં, આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ એક અલગ દિશામાં કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં શ્વાસની પેટર્ન પર નજર રાખવા માટે વેરેબલ માસ્કમાં સેન્સરને સંકલિત કરવામાં આવ્યું હતું. આ ત્રણેય અભ્યાસો વેરેબલ સેન્સિંગ અભિગમોની શ્રેણીને દર્શાવે છે જેનું ગ્રુપે સંશોધન કર્યું છે, જે રમતગમત માટેના વેરેબલ સેન્સર્સ પરના તેમના ચાલુ કાર્ય માટે પાયો પૂરો પાડે છે.

ટીમ વિવિધ કસરતો અને રમતો માટે સિગ્નલોનું અર્થઘટન કરવા માટે વપરાતા માપદંડોને શુદ્ધ કરી રહી છે, જેથી એક વ્યાપક રિપોઝિટરી તૈયાર કરી શકાય જેનો ટ્રેનર્સ ઉપયોગ કરી શકે. નિષ્ણાતો અને ટ્રેનર્સના રેકોર્ડ કરાયેલા બેન્ચમાર્ક્સ ઉપરાંત, તેમણે જીમ તાલીમ અને રમતગમતની પ્રવૃત્તિઓમાં ભાગ લેતા શરૂઆત કરનારાઓ પર સેન્સર અને સિગ્નલ ઇન્ટરપ્રિટેશન સિસ્ટમનું મૂલ્યાંકન કર્યું છે. આ અભ્યાસ વેટલિફ્ટિંગ અને સ્ટ્રેન્થ ટ્રેનિંગમાં સંકળાયેલા 50 વ્યક્તિઓ પર નજર રાખી રહ્યો છે, અને 30 ટ્રેઇનીઓ માટે ટેનિસ, સ્વિમિંગ અને અન્ય શારીરિક પ્રવૃત્તિઓ સાથે સંકળાયેલી હિલચાલને પણ રેકોર્ડ કરી રહ્યો છે.

વાસ્તવિક દુનિયામાં ઉપયોગ તરફનો માર્ગ

“વર્તમાન કાર્યના તારણો હજુ પ્રકાશિત થવાના બાકી છે,” તેમ કુમારી વૈષ્ણવે જણાવ્યું હતું. ટીમે સેન્સિંગ હાર્ડવેર, ડેટા એક્વિઝિશન અને એનાલિસિસને એક જ પ્લેટફોર્મમાં સંકલિત કર્યા છે. તેમણે વધુમાં જણાવ્યું કે,“અમારું પ્રોટોટાઇપ ટેકનોલોજી રેડીનેસ લેવલ 5 પર છે અને પેટન્ટ ફાઇલ કરવાની પ્રક્રિયા ચાલુ હોવાની સાથે વાસ્તવિક તાલીમ વાતાવરણમાં તેને શુદ્ધ અને ચકાસવામાં આવી રહ્યું છે.”

ટીમ વધુ ચકાસણી અને ઉત્પાદન વિકાસને ટેકો આપવા માટે ફિટનેસ અને સ્ટ્રેન્થ-ટ્રેનિંગ સુવિધાઓ, વ્યક્તિગત ટ્રેનર્સ, સ્પોર્ટ્સ એકેડેમી અને એથ્લેટ્સ સાથે સહયોગ સ્થાપિત કરી રહી છે. ડૉ. સાહાએ વધુમાં જણાવ્યું કે, “જેમ-જેમ અમે વ્યાવસાયિક રીતે લક્ષી ઉત્પાદન તરફ આગળ વધી રહ્યા છીએ, અમે સંબંધિત વાણિજ્યિક ભાગીદારો અને સરકારી ભંડોળ આપતી સંસ્થાઓ પાસેથી ટેકનોલોજી-વિકાસ ભાગીદારી અને ભંડોળની શોધમાં છીએ.”

 

SM/DK/GP/JT

સોશિયલ મીડિયા પર અમને ફોલો કરો :  @PIBAhmedabad    /pibahmedabad1964    /pibahmedabad  pibahmedabad1964[at]gmail[dot]com

(રીલીઝ આઈડી: 2324260) મુલાકાતી સંખ્યા : 8