В 2018 году FIA (Международная автомобильная федерация) успешно реализовала медицинский проект для чемпионата Formula One (Формула 1) — биометрические гоночные перчатки с датчиком измерения пульса и уровня кислорода в крови. Начиная с 2019 года, использование таких перчаток с медицинскими сенсорами станет обязательным условием для всех гоночных команд.

Перчатки гонщика — это очень сложный в изготовлении и непростой спортивный инвентарь, который должен пройти тестирование FIA на огнестойкость и соответствие требованиям экипировки гонщиков.

Каждая пара перчаток специально изготавливается по анатомическим размерам рук для каждого пилота отдельно из специального материала Nomex (производитель компания DuPont), который имеет отличную тепловую, химическую и радиационную защиту. Данный материал был изобретен еще в начале 1960-х годов.

Пример перчаток пилота из 90-х:



Так же в гоночных перчатках используются передовые технологии для их изготовления, чтобы обеспечить невероятное сцепление, амортизацию и комфорт для рук гонщика. Анатомический крой ладони и особый материал позволяют улучшить сцепление с рулем, поглотить вибрацию и увеличить контроль руля. Внешние швы и особая конструкция перчаток в области запястий защищает руки, когда они согнуты.

А теперь перчатки гонщиков стали еще и «умными», путем их оснащения биометрической системой, измеряющей в реальном времени пульс и уровень кислорода в крови и передающих эти данные во внешние медицинские системы.



Разработкой такой специальной медицинской системы занялась компания Signal Biometrics, основанная заместителем медицинского делегата FIA Ианом Робертсоном и водителем медицинской машины Аланом ван дер Мерве.



Медицинский мониторинг состояния гонщика очень важен при оказании первой помощи, а в случае аварии особенно необходимо получить информацию о критически важных показателях организма пилота как можно быстрее, и в реальном времени отслеживать и сохранять их изменения.

Но медицинское оборудование, которое для этого используется, относительно громоздкое, часто применяется уже после инцидента по факту на месте аварии, в процессе перевозки пострадавшего и после транспортировки уже в медицинском центре.

К тому же, часто медицинских персонал на трассе не может получать нужную информацию из-за того, что после аварии нет доступа к пилоту в первые секунды после катастрофы.

Даже к созданию самой компании Signal Biometrics подтолкнул еще и тот факт, что на рынке отсутствовали подобные специальные разработки.

Изначально планировалось использовать существующие медицинские датчики и просто интегрировать их в перчатки. Но далее тестирование по правилам FIA подобных датчиков показало, что ни один из существующих образцов не сможет выдержать испытания на огнестойкость, защиту от радиочастотных помех и быть комфортен для гонщика.

В итоге, компании Signal Biometrics пришлось создавать встраиваемую в перчатки медицинскую систему практически с нуля из материалов и технологий, которые в настоящее время не используются в продукции такого рода.

На первом фото показан прототип такой системы, который далее был доработан, протестирован и введен в серийную эксплуатацию, как полностью рабочая система.

Что же это за такая система получилась с названием BIOMETRIC GLOVE модель HB1?

Вот как части этой системы выглядят отдельно.

В перчатке, в районе пальца, вшивается гибкий пульсоксиметрический датчик,
который неинвазивным способом определять пульс пилота и уровень кислорода в крови.

Данные о насыщении крови кислородом особенно важны для определения травм, затрагивающих дыхательную систему гонщика.

Чуть больше датчик вшивается в районе ладони на перчатке.

Вид на оба датчика:



Размер датчика для пальца: 10х8х3 мм. Размер датчика для ладони: 22х16х3 мм.

Кабели от датчиков (115 мм – длина кабеля от датчика на ладони и 250 мм – длина кабеля от датчика для пальца):



Помимо датчика, в перчатку интегрируются в одном компактном модуле Bluetooth-передатчик промышленного исполнения, который может передавать данные в реальном времени на расстояние до 500 метров, небольшая батарея с индуктивной зарядкой (специальный зарядный коврик так же есть отдельный для «зарядки» медицинской составляющей перчаток до и после гонки) и блок памяти для локального хранения полученных показаний.



Модуль вставляется в кармашек в области запястья на перчатке и подключается к датчикам.
Размер модуля 40х42х14 мм.

Заявлено, что общий вес дополнительных компонентов в перчатке (модуль + кабели + датчики) не превышает 40 грамм.



Такая система мониторинга в перчатках гонщиков посылает 20 пакетов данных в секунду в реальном времени и рассчитана на постоянную работу и передачу и хранение данных не менее трех часов подряд (обычно гонка длится два часа по правилам).

Передаваемые и сохраняемые данные шифруются для защиты от перехвата и использования другими лицами. Обработанные данные так же передаются командам для анализа показателей каждого гонщика уже после гонки.

Благодаря такой разработке компании Signal Biometrics, еще до прибытия на место аварии, медицинский персонал может сделать предварительную оценку состояния гонщика и начать подготавливаться к определенным действиям для спасения жизни.

Например, если гонщик получил травму, нарушившую дыхание, то уровень кислорода в крови начнет резко снижаться и нужно будет предпринимать реанимационные мероприятия на месте.

Так же теперь по показаниям датчика понятно, нужно ли любой ценой как можно быстрее обеспечить доступ медиков к гонщику или можно сделать это более осторожно без последствий для остальных участников гонки и сотрудников на трассе (часто и медицинские бригады попадали в аварии во время спасения на гонках), так как гонщику не угрожает серьезная опасность или он в порядке.



После испытаний датчика и его компонентов с FIA, далее все данные по их устройству и размещению были переданы производителям перчаток — компаниям Puma, OMP, Alpinestars и Sparco, чтобы они на фабричном уровне смогли реализовать интеграцию этого решения в огнестойкую и специальную ткань при создании таких новых «умных» перчаток.




Что дальше?

FIA планирует далее предоставить возможность получения данных от датчиков и передавать их командам в режиме реального времени сразу в любой момент гонки, пока что только медики получают и анализируют сразу все данные с перчаток.

Так же есть план по внедрению датчиков частоты дыхания и температуры гонщиков. Эта информация так же будет необходима медикам для оценки жизнедеятельности пилотов.

Частота дыхания дает хорошее представление о состоянии здоровья гонщика и уровне стресса, а температура тела влияет на эффективность его действий.

Помимо этого, FIA разработала единый стандарт биометрических датчиков, которым смогут пользоваться сторонние производители и далее расширять возможности биометрического снаряжения гонщиков.