ابتكر مهندس في جامعة بريستول حذاء ذكيا متطورا لمساعدة كبار السن على الحفاظ على توازنهم وتقليل خطر السقوط، وذلك بعد أن لاحظ معاناة معلمه (عمره 89 عاما) من عدم الثبات أثناء المشي.

ويعتمد الحذاء الجديد على نعل داخلي مزود بمئات أجهزة الاستشعار الدقيقة القادرة على جمع بيانات فورية حول طريقة المشي، ثم عرضها وتحليلها عبر جهاز لوحي أو هاتف محمول، ما يتيح مراقبة دقيقة للتوازن والحركة في الحياة اليومية خارج المستشفيات.

ويرتدي النموذج الأولي للحذاء بيتر لانغلوا، الذي ألهم الدكتور جيايانغ لي، المحاضر في الهندسة الكهربائية بجامعة بريستول، لتطوير هذا الابتكار بعدما لاحظ أن معلمه كاد يفقد توازنه أثناء السير.

وقال لي إن معلمه كان داعما رئيسيا له منذ بداية دراسته للدكتوراه، مضيفا: "من المدهش أنه لا يزال يراجع بدقة أوراق مجموعتنا البحثية حتى في سن التاسعة والثمانين. لا يزال ذهنه متقدا للغاية، وتفانيه ملهما جدا".

وأوضح أن تلك الملاحظة دفعته للتفكير في المخاطر الكبيرة التي قد يسببها السقوط لدى كبار السن، خاصة لمن يعيشون بمفردهم، متسائلا عمّا إذا كانت تقنيات أشباه الموصلات التي يعمل عليها يمكن أن تقدم حلا عمليا لهذه المشكلة.

وكان الباحث قد طوّر سابقا أجهزة استشعار متقدمة لقياس وظائف الرئة بدقة عالية، وهو ما قاده إلى فكرة تطبيق تقنيات مشابهة لتحليل أنماط المشي. وأشار إلى أن رسم خرائط دقيقة لحركة القدمين يمكن أن يكشف مبكرا احتمالات السقوط، ما يساعد المستخدمين على الحفاظ على استقلاليتهم بأمان داخل منازلهم.

وتعتمد التقنية على شريحة إلكترونية متطورة قادرة على قراءة بيانات 253 مستشعرا مثبتا في نعل الحذاء في الوقت نفسه، حيث تُستخدم البيانات لإنشاء صور توضح نقاط الضغط على القدم وتقييم مدى استقرار المشي.

ولضمان سهولة الاستخدام، يعمل الجهاز ببطارية منخفضة الجهد تستهلك نحو 100 ميكروواط فقط، ما يسمح بتشغيله لمدة تصل إلى ثلاثة أشهر تقريبا قبل الحاجة إلى إعادة الشحن، كما يمكن ربطه بأجهزة صغيرة مثل الهواتف المحمولة أو الساعات الذكية.

وأكد لي أن منع السقوط يمثل تحديا صحيا كبيرا لدى كبار السن، مشيرا إلى أن القدرة على التنبؤ به قبل حدوثه قد تُحدث فرقا حقيقيا في جودة حياتهم. وأضاف أن معلمه تأثر كثيرا بالفكرة وأعرب عن سعادته بإمكانية تصنيع الحذاء مستقبلا لمساعدة عدد كبير من الأشخاص.

ومن المقرر عرض الجوانب العلمية للجهاز خلال مؤتمر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات أمام خبراء الصناعة، في خطوة تهدف إلى تمهيد الطريق نحو تطويره تجاريا.

وأشار الباحث إلى أن التصميم قابل للإنتاج بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة، ما قد يسمح بتوفير نعل حذاء ذكي يُحدث نقلة نوعية في رعاية كبار السن. وأضاف أن المرحلة المقبلة ستشمل إجراء تقييمات سريرية موسعة للتحقق من دقة الجهاز في التنبؤ بخطر السقوط، إلى جانب التعاون مع شركاء من القطاعين الطبي والصناعي لتحويل الابتكار إلى منتج قابل للاستخدام على نطاق واسع.