Умная обувь Rutgers анализирует походку за счёт энергии шагов

Инженеры Университета Рутгерса (New Brunswick, США) под руководством доцента Симяо Ниу разработали прототип умного ботинка, который автоматически анализирует походку человека, не требуя ни перезаряжаемой батареи, ни внешнего источника питания. Технология описана в Science Advances 2026 года и на medicalxpress.com 29 сентября 2026 года.

Потенциальные применения: мониторинг пациентов с болезнью Паркинсона, травмами спинного мозга, черепно-мозговыми травмами и другими двигательными расстройствами.

«Походка — один из самых значимых биомаркеров для многих заболеваний», — говорит Ниу. «Если вы сможете использовать то, что я называю «ботинками без забот», которые мы разработали, пациенты могут просто носить их — и ботинки будут автоматически собирать паттерн их походки».

Почему ботинок — идеальный инструмент мониторинга

Традиционная клиническая оценка походки ограничена: врач наблюдает, как пациент проходит несколько метров в кабинете или лаборатории. Такое короткое наблюдение не показывает, как человек движется в течение дня — например, когда устаёт или идёт по неровной поверхности.

Носимый датчик в обуви мог бы решить эту проблему — но до сих пор все попытки упирались в одно: батарея.

«Когда вы сидите, энергии нет — но вам и не нужен мониторинг походки», — объяснил Ниу логику выбора ботинка как платформы. Ходьба генерирует именно ту информацию, которая нужна, и именно ту энергию, которая нужна для её анализа.

Как работает энергосборка и анализ

В подошву ботинка встроен трибоэлектрический генератор: устройство, вырабатывающее электричество из давления и трения при каждом шаге. Трибоэлектрический эффект — то же явление, что вызывает статическое электричество при трении — хорошо известен, но прежде его практическое применение ограничивалось нерегулярностью и небольшим напряжением вырабатываемых импульсов.

Главная инженерная задача состояла в том, что шаги дают нерегулярные электрические импульсы, которые электроника не может использовать напрямую. Команда Рутгерса разработала схему управления питанием, которая преобразует их в пригодную для устройства форму и даёт до 120 раз больше полезной энергии по сравнению с обычным подходом.

Внутри подошвы размещён акселерометр, отслеживающий движение ступни по трём осям, и микропроцессор с алгоритмами edge AI — искусственным интеллектом, работающим локально на устройстве без отправки данных в облако.

Точность и функциональность

Прототип показал следующие результаты:

• анализ движения с точностью 95,4%;
• подсчёт шагов;
• оценка сожжённых калорий.

Результат характеризует испытание прототипа, а не доказанную точность диагностики у пациентов. Изменения скорости, ритма и симметрии походки потенциально могут помогать врачам оценивать состояние человека, но для этого нужны клинические проверки.

Перспективы: не только походка

Технологическая платформа, разработанная командой Ниу, потенциально шире одной только анализа походки. По словам авторов, та же конструкция может быть адаптирована для мониторинга сердечной активности, биохимических сигналов и других аспектов здоровья.

Читайте также: ИИ оценил риск быстрого ухудшения болезни Паркинсона по клиническим данным.

Ниу, аспирант Фуин Дун и Чи Хан являются соавторами предварительной патентной заявки Rutgers, связанной с этой технологией. До клинического применения прототип потребует полноценных клинических испытаний — но принцип «энергосамодостаточного умного ботинка» убедительно продемонстрирован.