The next generation of etextiles foresees an era of smart wearable garments where embedded seamless intelligence provides the ability to sense, process and perform. Core to this vision is embedded textile functionality enabling dynamic configuration. In this paper we detail a methodology, design and implementation of a dynamic field programmable logic-driven fabric soft exosuit. Dynamic field programmability allows the soft exosuit to alter its functionality and adapt to specific exercise programs depending on the wearers need. The dynamic field programmability is enabled through motion based control arm movements of the soft exosuit triggering momentary sensors embedded in the fabric exosuit at specific joint placement points (right arm: wrist, elbow).The embedded circuitry in the fabric exosuit is implemented using a layered and interchangeable approach. This includes logic gate patches (AND,OR,NOT) and a layered textile interconnection panel. This modular and interchangeable design enhances the soft exosuits flexibility and adaptability. A truth table aligning to a rehabilitation healthcare use case was utilised. Tests were completed validating the field programmability of the soft exosuit and its capability to switch between its embedded logic driven circuitry and its operational and functionality options controlled by motion movement of the wearers right arm (elbow and wrist). Iterative exercise movement and acceleration based tests were completed to validate the functionality of the field programmable logic driven fabric exosuit. We demonstrate a working soft exosuit prototype with motion controlled operational functionality that can be applied to rehabilitation applications.


翻译:下一代电子纺织品预示着一个智能可穿戴服装的时代,其中嵌入的无缝智能能够实现感知、处理和执行能力。这一愿景的核心在于嵌入式纺织功能实现动态配置。本文详细阐述了一种动态场可编程逻辑驱动织物软体外骨骼服的方法论、设计与实现。动态场可编程性使软体外骨骼服能够改变其功能,并根据佩戴者需求适应特定的锻炼程序。该动态场可编程性通过软体外骨骼服基于动作的控制臂部运动实现,触发织物外骨骼服在特定关节放置点(右臂:手腕、肘部)嵌入的瞬时传感器。织物外骨骼服中的嵌入式电路采用分层可互换方法实现,包括逻辑门补丁(AND、OR、NOT)和分层织物互连面板。这种模块化可互换设计增强了软体外骨骼服的灵活性与适应性。我们采用了与康复医疗用例对应的真值表。测试验证了软体外骨骼服的场可编程性及其在嵌入逻辑驱动电路与由佩戴者右臂(肘部和手腕)运动控制的操作及功能选项之间切换的能力。我们完成了迭代式运动与基于加速度的测试,以验证场可编程逻辑驱动织物外骨骼服的功能。我们展示了一个可工作的软体外骨骼服原型,其具有运动控制的操作功能,可应用于康复应用。

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