Oamenii de știință au încorporat componente cheie de calcul într -o singură fibră flexibilă pe care o puteți rula prin mașina de spălat. Cercetătorii speră să țese într -o zi multe dintre aceste fibre într -o rețea coerentă de „calculare a fibrelor” – cu alte cuvinte, articole vestimentare cu capacități inteligente.
Textile inteligentecunoscute și sub denumirea de țesături inteligente sau e-textile, sunt materiale care conțin componente electronice care îmbunătățesc caracteristicile dispozitivelor purtabile și ale altor produse. Acestea ar putea fi utilizate pentru a crea materiale cu componente de calcul încorporate care pot fi utilizate în îmbrăcăminte sau în Afișuri țesuteprintre alte utilizări.
Una dintre primele aplicații moderne a fost crearea Lilypad În 2007 – o serie de componente electronice de cusut concepute pentru a fi utilizate în îmbrăcăminte interactivă, jucării sau sculpturi.
Una dintre cele mai semnificative limitări ale textilelor inteligente este că capacitățile de calcul ale fibrelor individuale sunt sever limitate și că nu sunt încorporate cu componente individuale.
Deoarece aceste fibre nu au componente, sarcinile de bază, cum ar fi interpretarea biosignalelor în timp real sunt dificile – și este greu să preiați semnalele pentru procesarea ulterioară a datelor.
Dar într -un nou studiu publicat pe 6 iunie în jurnal Scrisori nano-microoamenii de știință au montat senzor, comunicare, calcul și stocare într -o singură fibră.
Fiecare fibră elastică are, de asemenea, o întindere de 60% și poate fi pusă prin mașina de spălat – ceea ce înseamnă că ar putea fi folosită pentru a țese haine practice.
Noua fibră permite, de asemenea, îmbrăcămintea inteligentă sau dispozitivele să aibă o precizie mai bună din cauza detectării din mai multe puncte și interacțiuni în timp real între computer și om, au spus oamenii de știință în studiu.
Viitorul îmbrăcămintei
Fiecare fibră dezvoltată în studiu a încorporat opt dispozitive, incluzând patru senzori – un fotodetector, un senzor de temperatură, un accelerometru și un senzor de fotopletismogramă (PPG), care măsoară modificări ale absorbției ușoare de către piele – precum și un microcontroller, două module de comunicare și dispozitive de gestionare a puterii, au spus oamenii de știință în studiu. Împreună, aceste componente au obținut achiziția de date, procesarea, stocarea și transmisia rezultatelor.
Pentru a monitoriza cât de eficient a fost noul sistem, omul de știință a integrat patru fibre inteligente în mânecă și picioare de pantalon și a cerut unei persoane care poartă îmbrăcămintea să efectueze o serie de exerciții de greutate corporală, inclusiv ghemuțe, lungi și scânduri.
Fiecare fibră rulează o rețea neuronală instruită individual – o colecție de algoritmi de învățare automată concepută pentru a imita modul în care creierul uman procesează informațiile. Acest lucru a permis fibrelor să recunoască diverse acțiuni în timp real, inclusiv ghemuirea, scândura, rotația brațului și altele.
O singură fibră a obținut o precizie de 67% în recunoașterea mișcărilor specifice, în timp ce toate cele patru fibre care lucrează împreună au sporit precizia la 95%.
“Această îmbunătățire remarcabilă subliniază potențialul imens al detectării colaborative cu mai multe fibre și a raționamentului distribuit, prezentând o abordare transformatoare pentru sisteme inteligente purtabile care integrează perfect calculul localizat cu luarea deciziilor în rețea pentru a oferi performanțe robuste și de înaltă fidelitate”, au declarat oamenii de știință în studiu.
Oamenii de știință au spus că aceste rezultate au evidențiat performanța potențială a unei rețele de fibre care lucrează împreună, dar au recunoscut că există încă provocări în optimizarea vitezei de comunicare, reducerea consumului de energie și creșterea lățimii de bandă.
Pentru a extinde o rețea a acestor computere bazate pe fibre, oamenii de știință ar trebui, de asemenea, să îmbunătățească eficiența schimbului de informații între nodurile individuale, au remarcat ei.
Cercetările viitoare, au adăugat ei, s-ar putea concentra pe construirea de protocoale de comunicare cu un randament mai mare, cu un nivel mai mare, care sunt special adaptate pentru aceste tipuri de computere de fibre.