Oamenii de știință folosesc unde sonore pentru a crea „haine inteligente”

Cercetătorii de la ETH Zurich au creat un tricou care poate măsura respirația și mănuși care pot transforma mișcările mâinilor în comenzi pentru un computer.

Sub conducerea profesorului Daniel Ahmed, echipa a transformat materiale textile obișnuite în senzori inteligenți care detectează atingerea, presiunea și mișcarea, folosind o metodă inovatoare ce transmite unde acustice prin fibre de sticlă. Noul lor concept a fost numit SonoTextiles.

„Deși cercetări despre textile inteligente bazate pe acustică s-au mai făcut, suntem primii care explorăm utilizarea fibrelor de sticlă, combinate cu semnale de frecvențe diferite,” a declarat Yingqiang Wang, autor principal al studiului.

„Am folosit frecvențe din domeniul ultrasonic, în jur de 100 kHz, mult peste pragul de auz uman (20 Hz – 20 kHz).”

Cercetătorii au integrat fibre de sticlă în material la intervale regulate. Fiecare fibră are un transmițător la un capăt care emite unde sonore și un receptor la celălalt capăt, care detectează modificările acestora. Fiecare transmițător funcționează la o frecvență unică, ceea ce face ca identificarea modificărilor să necesite puțină putere de procesare, scrie InterestingEngineering.

Această abordare rezolvă problemele cu care se confruntau textilele inteligente anterioare, cum ar fi supraîncărcarea cu date și procesarea complicată a semnalelor din fiecare zonă a țesăturii.

O metodă inovatoare pentru a crea „haine inteligente”

Când o fibră de sticlă se îndoaie sau se mișcă, lungimea undei acustice se modifică, cauzând o pierdere de energie. Într-un tricou, acest efect poate fi declanșat de mișcări ale corpului sau chiar de respirație. „Pe viitor, datele ar putea fi transmise în timp real către un computer sau un smartphone,” spune profesorul Ahmed.

Cercetătorii au demonstrat cu succes conceptul în laborator. În perspectivă, SonoTextiles ar putea avea mai multe utilizări. Sub formă de tricou, ar putea monitoriza respirația pacienților cu astm și emite alerte în caz de urgență. În sport, ar oferi feedback în timp real sportivilor pentru a-și optimiza mișcările și a reduce riscul de accidentare.

Mănușile bazate pe această tehnologie ar putea traduce limbajul semnelor în text sau voce, în timp real. În realitatea virtuală și augmentată, ar oferi interacțiune mai naturală și mai receptivă.

„SonoTextiles ar putea chiar măsura postura unei persoane și contribui la îmbunătățirea calității vieții ca tehnologie asistivă,” adaugă Chaochao Sun, coautor al studiului.

SonoTextiles ar putea avea mai multe utilizări

Cei care doresc să își corecteze postura ar putea primi feedback personalizat, iar utilizatorii de scaune rulante ar putea fi alertați să își schimbe poziția pentru a preveni ulcerele de presiune.

Deși utilizarea zilnică a SonoTextiles este promițătoare, Ahmed subliniază că mai sunt pași de făcut. Microfibrele de sticlă, deși eficiente în laborator, pot fi fragile în utilizare obișnuită.

„Partea bună este că putem înlocui cu ușurință fibrele de sticlă cu metal. Sunetul se propagă foarte bine și prin metal,” explică Ahmed. „Vrem să extindem cercetarea în această direcție și către alte aplicații.”

Echipa își propune acum să facă sistemul mai robust și să găsească modalități mai eficiente de integrare a electronicii în textile.

Studiul a fost publicat în revista Nature Electronics.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O nouă fibră conductivă, pe bază de bumbac, a fost dezvoltată pentru textile inteligente

Bacteriile și fibrele textile pot vindeca oasele. Iată cum!

Uganda interzice importurile de haine de la „oameni morți”

O nouă țesătură poate transforma îmbrăcămintea în ecrane complet funcționale chiar și după spălare