Tým vědců z Bristolské univerzity vyvinul botu, která díky stovkám senzorů dokáže rozpoznat varovné znaky zhoršené chůze a včas odhalit riziko pádu. Pro starší lidi to může znamenat více let bezpečné nezávislosti – a pro medicínu nový standard v monitorování pohybu.
Bota navržená Dr. Jiayangem Li, vědcem z Bristolské univerzity, by mohla pomoci milionům starších lidí vyhnout se pádům. Nápad vznikl, když Dr. Li pozoroval svého 89letého mentora Petera Langloise, jak má potíže stát, což ho přimělo vytvořit botu se stélkou vybavenou stovkami malých senzorů. Tyto senzory poskytují v reálném čase laboratorní údaje o chůzi uživatele, které lze zobrazit na tabletu nebo mobilním telefonu. Prototyp bude tento týden představen odborníkům z oboru a ukáže, jak tato technologie dokáže monitorovat detailní pohyby nohou a odhalit riziko pádu, což pomůže starším lidem zůstat v bezpečí a zachovat si nezávislost v domácím prostředí.
Mikročipy a nízká spotřeba energie
Bota je poháněna sofistikovaným mikročipem, který je schopen snímat 253 senzorů zabudovaných v podrážce současně. Shromážděné informace umožňují vytvářet snímky chodidla uživatele, identifikovat místa tlaku a určit, zda chodí stabilně, nebo zda mu hrozí pád.
Pro každodenní praktičnost využívá zařízení nízkonapěťovou baterii, kterou lze napájet z mobilního telefonu nebo chytrých hodinek. Podle doktora Li spotřebovává mikročip pouze 100 mikrowattů, což umožňuje, aby bota fungovala přibližně tři měsíce, než ji bude třeba dobít.
Dr. Li vysvětlil, že dalším krokem bude provedení formálního klinického hodnocení s větší a různorodější skupinou, zdokonalení analýzy zařízení a spolupráce s klinickými a průmyslovými partnery na jeho vývoji do podoby škálovatelného výrobku. Technologie bude tento týden představena na konferenci Institutu elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE) a má potenciál vytvořit levnou podrážku, která změní život starších lidí.
Proč jsou pády starších lidí tak závažným problémem
Kromě technologické anekdoty jsou znepokojivé i další souvislosti. Pády jsou jednou z hlavních příčin vážných zranění a ztráty samostatnosti starších lidí. Světová zdravotnická organizace odhaduje, že každý rok dojde k přibližně 37 milionům pádů, které vyžadují lékařské ošetření, a že pády jsou celosvětově druhou nejčastější příčinou úmrtí na neúmyslné zranění, hned po dopravních nehodách.
V zemích, jako je Španělsko a Velká Británie, zaznamenávají zdravotnické systémy každoročně tisíce hospitalizací kvůli zlomeninám kyčlí, poraněním hlavy a dalším úrazům souvisejícím s pády u osob starších 65 let. Mnozí z těchto lidí se plně nevrátí do své pohyblivosti, což má za následek zvýšenou závislost, potřebu péče a v některých případech i ústavní péči.
UK scientist creates futuristic shoe which can prevent the elderly from falling over | The Independent https://t.co/la7hzYGu9Q
— Peachy Deegan #WhomYouKnow #Publisher #Journalist (@Manhattanpeachy) February 19, 2026
Proto mohou mít zdánlivě jednoduché technologie, jako je chytrá podrážka, obrovský dopad – nejenže zabrání úrazům, ale pomohou udržet nezávislost a kvalitu života po delší dobu.
Jak přesně chytrá podrážka funguje
Srdcem vynálezu je stélka, která integruje 253 tlakových senzorů rozmístěných po celém povrchu chodidla. Každý senzor měří, jak je při každém kroku rozložena váha těla: pata, klenba, nárt, prsty. Z těchto informací dokáže systém rekonstruovat, téměř jako vysoce přesná kamera, způsob chůze člověka. Mikročip vyvinutý týmem Dr. Li má na starosti:
- Současně číst signály z 253 senzorů.
- Filtrování šumu (malých odchylek, které nejsou důležité), aby zůstaly zachovány pouze užitečné informace.
- Efektivní kompresi a odesílání dat do externího zařízení, jako je mobilní telefon nebo tablet.
Na základě těchto dat může aplikace vytvářet mapy a grafy tlaku nohou, které například ukazují, zda se osoba naklání více na jednu stranu než na druhou, šoupá nohama, dělá velmi krátké kroky nebo často ztrácí rovnováhu. Tyto vzorce jsou včasným znamením, že se může zvýšit riziko pádu.
Z laboratoře do obývacího pokoje
Dosud bylo k získání takto podrobných informací o chůzi člověka nutné navštívit laboratoř pro analýzu pohybu s kamerami, silovými plošinami a drahým a objemným vybavením. To značně omezuje počet lidí, kteří mohou mít z těchto studií prospěch, a také poskytuje pouze stručný obraz problému.
Návrh Dr. Liho spočívá v tom, že se tato laboratorní přesnost přenese na předmět denní potřeby: botu, kterou lze nosit každý den. Tímto způsobem se údaje nesbírají jen několik minut v kanceláři, ale po dobu několika týdnů nebo měsíců v reálných situacích: doma, na ulici, při chůzi do schodů nebo na nerovném povrchu. Tyto průběžné informace umožňují:
- Odhalit jemné změny v chůzi, kterých si pouhým okem nelze všimnout.
- Posoudit, zda léčba nebo rehabilitace funguje, porovnáním chůze před a po ní.
- Upravit medikaci nebo technické pomůcky (hole, chodítka) na základě objektivních údajů.
Minimální spotřeba energie a snadné nabíjení
Jedním z problémů každého nositelného zařízení je baterie. Pokud se musí každý den nabíjet, mnoho starších lidí jej pravděpodobně přestane používat kvůli nepohodlí. Proto se bristolský tým rozhodl pro konstrukci s velmi nízkou spotřebou energie.
Vyvinutý mikročip spotřebuje přibližně 100 mikrowattů, což je pro systém, který řídí stovky senzorů, extrémně málo. Podle odhadů doktora Li to umožňuje, aby bota fungovala přibližně tři měsíce, než ji bude třeba dobít.
Kromě toho je cílem, aby dobíjení bylo stejně jednoduché jako přiložení boty k mobilnímu telefonu nebo chytrým hodinkám, a to s využitím technologií bezdrátového nabíjení nebo nízkonapěťového přenosu energie. Tím se vyhnete nutnosti manipulovat s malými kabely nebo konektory, což může být obtížné pro osoby se zhoršeným zrakem nebo manuální zručností.
Co bota dokáže detekovat (a co ne)
Bota není „věštírna“, která dokáže předpovědět budoucnost, ale dokáže identifikovat rizikové vzorce. Mezi indikátory, které dokáže odhalit, patří např:
- Nestabilita opory nohy s náhlými změnami rozložení tlaku.
- Přešlapování nebo velmi krátké kroky, typické pro některá neurologická onemocnění nebo Parkinsonovu chorobu.
- Výrazná asymetrie mezi jednou a druhou nohou, která může naznačovat svalovou slabost, bolest nebo následky mrtvice.
- Únava, pokud se chůze časem stává nepravidelnější nebo nejistou.
Na základě těchto informací by systém mohl včas varovat rodinné příslušníky, pečovatele nebo zdravotníky, případně doporučit lékařské nebo fyzioterapeutické vyšetření. V budoucnu by mohl být dokonce integrován s dalšími zařízeními (např. náramky pro měření aktivity nebo chytrými hodinkami), aby poskytoval úplnější obraz o zdravotním stavu dané osoby.
Je však důležité zdůraznit, že bota nenahrazuje lékařskou diagnózu. Její funkcí je sloužit jako nástroj pro monitorování a prevenci, nikoli jako náhrada klinického hodnocení.
Srovnání s jinými technologiemi prevence pádů
V posledních letech se objevila řada technologických řešení, která mají snížit riziko pádů u starších osob:
- Chytré hodinky a náramky s funkcí detekce pádu, které upozorní tísňové kontakty, pokud uživatel utrpí tvrdý náraz a přestane reagovat.
- Senzory v domácnosti (kamery, tlakové podložky, detektory pohybu), které monitorují aktivitu a zasílají upozornění, pokud je zjištěn pád nebo delší absence pohybu.
- Mobilní aplikace, které vyhodnocují rovnováhu pomocí jednoduchých testů, jako je stoj na jedné noze nebo chůze na několik metrů.
Rozdíl u boty Dr. Li je v tom, že působí ještě předtím, než dojde k pádu, a průběžně analyzuje chůzi a rovnováhu. Zatímco mnoho současných systémů se zaměřuje na detekci pádu, když už k němu došlo, tato chytrá bota je zaměřena na proaktivní prevenci.
Potenciální využití i mimo seniory
Ačkoli hlavním cílem projektu je pomáhat starším lidem, technologie má potenciální využití i v jiných oblastech:
- Rehabilitace po úrazech: Pacienti, kteří se zotavují po zlomenině, operaci kolene nebo kyčle nebo po mrtvici, by mohli botu používat ke sledování svých pokroků a k úpravě fyzioterapeutických cvičení.
- Sport a výkonnost: Běžci a sportovci by mohli analyzovat svůj krok, aby předešli zraněním, zlepšili techniku nebo zvolili nejvhodnější obuv.
- Neurologická onemocnění: U patologických stavů, jako je Parkinsonova choroba, roztroušená skleróza nebo diabetická neuropatie, jsou změny v chůzi klíčovým ukazatelem vývoje onemocnění.
Tato všestrannost zvyšuje potenciál pro zlevnění a zpřístupnění technologie, protože ji lze vyrábět ve větším měřítku a používat v různých kontextech.
Zbývající výzvy: Pohodlí, soukromí a náklady
Aby takové zařízení uspělo i mimo laboratoř, nestačí, aby fungovalo dobře z technického hlediska. Musí být pohodlné, nenápadné, cenově dostupné a respektovat soukromí.
Mezi výzvy, které bude muset tým doktora Li a jeho spolupracovníků řešit, patří:
- Ergonomický design: Podrážka se musí přizpůsobit různým typům chodidel a obuvi, aniž by byla nepohodlná nebo měnila přirozený způsob chůze.
- Snadné používání: Starší člověk by neměl muset pracovat se složitými nabídkami a technickými nastaveními.
- Ochrana údajů: Informace o zdraví a mobilitě jsou citlivé. Bude nutné zajistit bezpečné ukládání a přenos dat v souladu s předpisy, jako je evropské nařízení GDPR.
- Náklady a financování: Aby se zařízení dostalo k těm, kteří ho nejvíce potřebují, bude muset být za rozumnou cenu nebo alespoň částečně hrazeno ze zdravotního nebo pojišťovacího systému.
Další krok: Klinické zkoušky a spolupráce
Jak vysvětlil sám Dr. Li, projekt je ve fázi, kdy prototyp již prokázal svou technickou proveditelnost, ale do uvedení na trh zbývá ještě kus cesty. Dalším krokem bude:
- Provést klinické zkoušky s většími a různorodějšími skupinami, včetně starších lidí s různou úrovní mobility a různými patologiemi.
- Zdokonalení algoritmů analýzy, případně zapojení technik umělé inteligence k rozpoznávání složitých vzorců v údajích o chůzi.
- Spolupracovat s klinickými partnery (nemocnice, rehabilitační centra, domovy důchodců) na začlenění zařízení do každodenní praxe.
- Hledat průmyslová partnerství s výrobci obuvi nebo společnostmi zabývajícími se zdravotnickými technologiemi, aby bylo možné vyrábět podrážku ve velkém měřítku a s nízkými náklady.
Prezentace technologie na konferenci Institutu elektrotechnických a elektronických inženýrů (IEEE) je klíčovým krokem k tomu, aby se o ní dozvěděla mezinárodní vědecká a technologická komunita a aby přilákala potenciální partnery a investory.
Budoucnost, ve které se o nás postará i obuv
Pokud budou projekty, jako je projekt doktora Li, úspěšné, je možné, že za několik let už nebude obuv pouze součástí oblečení, ale také zdravotním nástrojem. Stejně jako dnes mnohé chytré hodinky měří puls, spánek nebo fyzickou aktivitu, mohly by chytré podrážky tiše monitorovat naši rovnováhu, držení těla a chůzi.
Pro starší lidi by to mohlo znamenat více let nezávislého života, méně strachu z pádu a více klidu pro jejich rodiny. A to vše díky zařízení, které se na první pohled příliš neliší od obyčejné boty, ale které v sobě skrývá malou biomechanickou laboratoř.