В США разработали программируемую нить для создания умной одежды
Тканевое волокно, способное собирать, хранить и анализировать данные в цифровом виде, создали исследователи Массачусетского технологического института, сообщает пресс-служба института 3 июня на официальном сайте.
До сих пор электронные волокна были аналоговыми — передающими непрерывный электрический сигнал, — а не цифровыми, где информацию можно кодировать и обрабатывать с помощью дискретных битов 0 и 1. Новое волокно было создано путем помещения сотен кремниевых микросхем в преформу, которая затем использовалась для создания полимерного волокна.
Исследователи смогли создать волокно с непрерывным электрическим соединением между чипами на протяжении десятков метров. Само волокно тонкое и гибкое, его можно пропускать через иглу, вшивать в ткань и стирать не менее 10 раз без разрушения.
«Эта работа представляет собой первую реализацию ткани, способной хранить и обрабатывать данные в цифровом виде, добавляя новое измерение содержания информации к текстилю и позволяя буквально программировать ткани», — сообщил старший автор исследования, профессор кафедры материаловедения и инженерии, электротехники и информатики Йоэль Финк.
Аспирант Массачусетского технологического института Габриэль Локе отметил, что отдельными элементами на протяжении волокна можно управлять из одной точки на конце волокна. «Вы можете думать о нашем волокне как о коридоре, а о его элементах — как о комнатах, и у каждой комнаты есть свои уникальные цифровые номера», — пояснил он.
Цифровое волокно может хранить в памяти много информации. Как сообщил Финк, ткань из таких волокон можно использовать для мониторинга физической работоспособности, медицинских заключений и раннего обнаружения заболеваний.
Например, введя волокно в рубашку на место подмышки, исследователи смогли собрать данные о температуре поверхности тела человека, носящего рубашку, в течение 270 минут. Они проанализировали, как эти данные соотносятся с различными физическими нагрузками. Обученное на этих данных волокно смогло с 96-процентной точностью определить, чем занимается человек в такой одежде.
По словам исследователей, добавление в волокно компонента искусственного интеллекта еще больше увеличивает его возможности. Как указал Локи, ткани с цифровыми компонентами могут со временем собирать много информации по всему телу, предоставляя данные, которые можно использовать для алгоритмов машинного обучения.
Благодаря аналитической способности волокна когда-нибудь смогут обнаруживать и предупреждать людей в режиме реального времени об изменениях здоровья, таких как снижение функции дыхания или нерегулярное сердцебиение, а также передавать данные о работе мышц или частоте сердечных сокращений спортсменов во время тренировок.
Волокно управляется небольшим внешним устройством, поэтому следующим шагом будет разработка нового чипа в качестве микроконтроллера, который может быть подключен к самому волокну. «Когда мы сможем это сделать, мы сможем назвать это оптоволоконным компьютером», — сказал Локи.
