Intelligenter schuh erkennt sturzrisiko und könnte leben retten
Stürze: ein globales gesundheitsproblem
Stürze sind weltweit die zweithäufigste Ursache für nicht-absichtliche Verletzungen und eine der Hauptursachen für Krankenhausaufenthalte bei Menschen über 65 Jahre. Das Problem geht über rein medizinische Aspekte hinaus, da ein Sturz das Ende des selbstständigen Lebens für jemanden bedeuten kann, der bis dahin auf eigenen Füßen stand. Die Folgen können gravierend sein, von Knochenbrüchen bis hin zu psychischen Belastungen.
Innovation aus persönlicher erfahrung
Dr. Jiayang Li, Professor für Elektrotechnik an der University of Bristol, entwickelte einen Prototyp, um diesem Problem entgegenzuwirken. Die Inspiration kam durch die Beobachtung seines Mentors, Peter Langlois (89 Jahre), der während eines alltäglichen Spaziergangs das Gleichgewicht verlor. Dieses Ereignis veranlasste Li, sich zu fragen, ob die Halbleitertechnologie, an der er seit Jahren arbeitete, eine direkte Anwendung im Leben älterer Menschen finden könnte.
253 Sensoren in der sohle
Das von Dr. Li entwickelte Gerät sieht aus wie ein herkömmlicher Schuh, doch seine Sohle ist mit 253 winzigen Sensoren ausgestattet, die mit einem speziell für dieses Projekt entwickelten Chip verbunden sind. Dieser Prozessor kann alle Sensoren gleichzeitig auslesen und die Daten in Echtzeit verarbeiten, wodurch detaillierte Bilder des Fußes generiert werden, die Druckpunkte identifizieren und die Gangart auf Anzeichen von Instabilität bewerten.
Datenübertragung und energieeffizienz
Die Informationen werden drahtlos an ein Mobilgerät übertragen, wo sie ohne medizinische Geräte eingesehen werden können. Bemerkenswert ist der geringe Energieverbrauch des Mikrochips von nur 100 Mikrowatt, was eine kontinuierliche Nutzung von bis zu drei Monaten mit einer einzigen Ladung ermöglicht. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber anderen Geräten dar, die häufiger aufgeladen werden müssen.
Von der lungenfunktion zum gangbild
Dr. Li hatte bereits an ähnlichen Sensoren gearbeitet, die auf die Funktion der Lunge angewendet wurden, in Zusammenarbeit mit dem University College London. Die Logik ließ sich übertragen: Wenn es möglich ist, präzise zu erfassen, wie eine Person atmet, so kann man auch erfassen, wie sie geht. Die Übertragung der Technologie auf das Gangbild ist ein cleverer Lösungsansatz.
Eine neue generation von sturzprävention
Die Analyse der Gangart zur Erkennung von Sturzrisiken ist zwar keine neue Technik, bisher erforderte sie jedoch spezielle Krankenhausausrüstung. Der echte Fortschritt dieses Prototyps liegt darin, diese Fähigkeit in eine Schuhsohle zu komprimieren, die jederzeit und überall verwendet werden kann. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung und potenziell eine frühzeitige Warnung vor einem Sturz.
Präsentation auf der isscc 2026
Der Prototyp wurde am 18. Februar auf der International Solid-State Circuits Conference (ISSCC 2026), organisiert vom IEEE in San Francisco, USA, vorgestellt. Die ISSCC ist ein renommiertes Forum für technologische Innovationen im Bereich der Schaltkreise, das von Unternehmen wie Nvidia, Samsung und Intel besucht wurde. Der Artikel von Dr. Li war der einzige, der vollständig von einem britischen Wissenschaftler verfasst wurde.
Nächste schritte und herausforderungen
Der nächste Schritt ist eine formale klinische Bewertung mit einer größeren und vielfältigeren Gruppe von Nutzern, um die Fähigkeit des Systems zu validieren, Stürze präzise vorherzusagen. Darauf folgt die Zusammenarbeit mit klinischen und industriellen Partnern, um die Produktion zu skalieren. Es gibt noch einige Hürden zu überwinden, darunter die klinische Validierung, die Produktionskette und die Endkosten für den Verbraucher.