پايش و ارزيابي دائمي محيط كارهاي پيچيده همچون معادن، بدون استفاده از تجهيزات هوشمند و اينترنت اشيا، امري غيرممكن است. اين اختراع كلاه ايمني هوشمند بر مبناي پايش محيط اطراف و فاكتورهاي حياتي فردي است كه قابليت جلوگيري از بروز حوادث مخرب محيطي و امدادرساني به افراد را دارد. با استفاده از عملگرهاي پايش محيطي (فشار، دما، رطوبت، شعله، گاز سمي و انفجاري) شرايط مستعد حادثه، ارزيابي و كنترل مي شود. عملگرهاي پايش علائم بدن(مسير و سرعت حركت، سرعت زاويه اي بدن، قلب، مغز، دما)، كنترل مناسبي از بهره وري شغلي فرد، شرايط تعادلي حركت و دامنه هوشياري را دارد. سيستم پردازشگر مركزي با ذخيره اطلاعات، ارسال اطلاعات به ايستگاه نظارت و برقراري ارتباط با ساير افراد در محيط كار، امكان پايش وضعيت محيط كار از لحاظ آسيب پذيري و اعلام هشدار خطر مركزي و يا اعلام هشدار خطر فردي را دارد. همچنين اين پردازشگر بر اساس الگوريتم هاي ارائه شده در دو حيطه، برنامه ريزي و عملياتي شده است. حيطه اول دربرگيرنده آسيب هاي محيطي و حيطه دوم با الگوريتم چهار مرحله اي توسعه اي، اقدامات مكان يابي را از طريق اعلام مسير حركت، صداي هشدار و فلاشر شروع كرده و امدادرساني را از طريق فعال سازي لرزشگرهاي مستقر در گردن فرد در صورت كاهش علائم هوشياري اعمال مي كند.

با گسترش فرايندهاي عملياتي در معادن و صنايع امكان پايش محيط كار مشكل و پرهزينه شده است همچنين حفظ ايمني و بهره وري محيط كارهاي پيچيده به تكنولوژي هاي جديد، سريع و دقيق نياز دارد. يادگيري ماشين، اينترنت اشيا و هوشمندسازي بعنوان راهكار اصلي رفع اين گونه مشكلات، مبناي طراحي اين اختراع است. سيستم هاي سنجش وضعيت ايمني و بهداشت معادن، همچون سنسورهاي آلودگي هوا، گازهاي سمي و انفجاري، دما، فشار، سرعت و شدت جريان هوا، منابع حرارت، آتش و همچنين دوربين جانمايي شده در لباس، بعنوان يك مجموعه كامل، گسترده و متحرك نظارت پيوسته از محيط¬هاي معدني را دارد. در اين لباس هوشمند، سلامت افراد با پايش موقعيت مكاني و زماني افراد (با GPS و بدون GPS)، سنجش دماي بدن، ضربان قلب و سطح اكسيژن خون ارزيابي مي شود. الگوريتم هاي مختلف برنامه ريزي شده در سيستم پردازشگر اين لباس، در صورت پيش بيني احتمال وقوع هر نوع حادثه منجر به خسارات جاني و مالي، علاوه بر تجهيزات حفظ سلامت افراد، هشدار خطر به ايستگاه نظارت و تمام پرسنل آن معدن مخابره و از بروز خطر جلوگيري مي كند. فرايند مخابره اطلاعات در اختراع فعلي از دو الگوي شبكه ارتباط داخلي(بدون اينترنت و با اينترنت) و ارسال پيام توسط ماژول SIM تعبيه شده در لباس مي باشد

اختراع حاضر مربوط به طراحي و ساخت يك كفش ايمني هوشمند محيط‌هاي آزمايشگاهي و پزشكي است كه بر مبناي اينترنت اشيا و الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين توسعه يافته است. اين كفش با استفاده از مجموعه‌اي از حسگرها، قابليت پايش شرايط محيطي، دريافت اطلاعات حركتي و تعادلي فرد و نظارت بر شاخص‌هاي حياتي وي ارائه شده است. طراحي آن مطابق با الزامات ايمني و ويژگي‌هاي خاص محيط‌هاي تحقيقاتي و پزشكي صورت گرفته است. به دليل تجمع بخارات و گازهاي شيميايي در نزديكي سطح زمين، حسگرهاي شناسايي گاز در بخش پايين كفش تعبيه شده‌اند. همچنين در شرايطي كه دسترسي به موقعيت‌ياب ماهواره‌اي يا شبكه تلفن همراه وجود ندارد، رهگيري فرد بر اساس داده‌هاي لودسل، ژيروسكوپ، زاويه‌سنج و شتاب‌سنج انجام مي‌شود. ارتباط ميان كفش و واحد نظارتي از طريق يك شبكه بي‌سيم داخلي برقرار است كه انتقال لحظه‌اي داده‌ها به مركز ايمني را تضمين مي‌نمايد. كفش همچنين داراي سامانه سنجش دما، رطوبت و تماس با مايعات بوده و طراحي آن مانع نفوذ آب و مواد شيميايي به داخل مي‌گردد. پايش مستمر ضربان قلب، اكسيژن خون و سطح هوشياري كاربر از طريق اين سامانه ممكن است و در شرايط خطر، هشدار لرزشي و نوري فعال شده و پيام هشدار به مركز كنترل ارسال مي‌شود.