هوشمندسازی پارچه با یک فناوری جدید

پژوهشگران با استفاده از فناوری جدید موفق به هوشمندسازی پارچه‌ها شدند.

کد خبر: ۸۰۶۷۶۱

تاریخ: ۰۴ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۰:۳۵

به گزارش ایران اکونومیست، پژوهشگران «دانشگاه فنی فدرال زوریخ»(ETH) با استفاده از فناوری «سونوتکستایلز»(SonoTextiles) پارچه‌ها را به پوشیدنی‌های هوشمند تبدیل کردند که با استفاده از صدا و حرکات، وضعیت بدن و حالت‌های مختلف را زیر نظر می‌گیرند. نتایج این آزمایش نشان می‌دهد که فناوری پوشیدنی وارد عصر جدیدی می‌شود که نیروی محرکه‌اش الکترونیک نیست.

به نقل از آی‌ای، پژوهشگران «دانشگاه فنی فدرال زوریخ» موفق به ساخت لباسی شده‌اند که می‌تواند تنفس را اندازه‌گیری کند. آنها همچنین موفق به ساخت دستکش‌هایی شده‌اند که حرکات دست را به دستورات قابل فهم برای رایانه تبدیل می‌کنند.

این تیم به سرپرستی پروفسور «دنیل احمد»(Daniel Ahmed)، با استفاده از روشی نوین که از امواج صوتی منتقل شده از طریق فیبرهای شیشه‌ای بهره می‌برد، پارچه‌های معمولی را به حسگرهای هوشمندی تبدیل کردند که لمس، فشار و حرکت را تشخیص می‌دهند. آنها این نوآوری خود را «سونوتکستایلز» نامیدند.

«یین‌چیانگ وانگ»(Yingqiang Wang) نویسنده ارشد این پژوهش گفت: در حالی که تحقیقاتی در زمینه پارچه‌های هوشمند مبتنی بر صوت انجام شده بود، ما نخستین گروهی هستیم که استفاده از فیبر شیشه‌ای را در ترکیب با سیگنال‌هایی که از فرکانس‌های مختلف استفاده می‌کنند، بررسی کردیم.

وی افزود: ما از فرکانس‌هایی در محدوده فراصوت (حدود ۱۰۰ کیلوهرتز) استفاده کردیم که بسیار فراتر از محدوده شنوایی انسان است.

پارچه‌ها فرکانس را حس می‌کنند

پژوهشگران فیبرهای شیشه‌ای را در فواصل منظم درون پارچه بافتند. هر فیبر در انتها یک فرستنده کوچک دارد که امواج صوتی را منتشر می‌کند و در انتهای دیگر به یک گیرنده متصل است که هرگونه تغییر در این امواج را تشخیص می‌دهد. از آنجایی که هر فرستنده در یک فرکانس منحصربه‌فرد کار می‌کند، شناسایی اینکه کدام فیبر تغییر کرده است، نیاز به حداقل توان محاسباتی دارد.

این رویکرد بر چالش‌های رایجی که پارچه‌های هوشمند قبلی با آن مواجه بودند، غلبه می‌کند. این پارچه‌ها اغلب به دلیل نیاز به ارزیابی جداگانه هر مکان حسگر با بارگذاری بیش از حد داده‌ها و پردازش پیچیده سیگنال دست و پنجه نرم می‌کردند.

هنگامی که یک فیبر شیشه‌ای خم می‌شود یا حرکت می‌کند، طول امواج صوتی که از آن عبور می‌کنند، تغییر می‌کند و باعث می‌شود امواج انرژی خود را از دست بدهند. در یک لباس، این اثر می‌تواند ناشی از حرکات بدن یا حتی تنفس باشد.

«احمد» می‌گوید: در آینده، داده‌ها می‌توانند به طور مستقیم و در لحظه به یک رایانه یا تلفن هوشمند ارسال شوند.

نخ‌هایی که پاسخ می‌دهند

پژوهشگران با موفقیت، مفهوم خود را در آزمایشگاه به نمایش گذاشتند. فناوری «سونوتکستایلز» می‌تواند اهداف متعددی را دنبال کند. این فناوری به عنوان یک پیراهن یا لباس می‌تواند بر تنفس بیماران آسمی نظارت کند و در مواقع اضطراری هشدار دهد. ورزشکاران همچنین می‌توانند بازخورد فوری در مورد حرکات خود دریافت کنند تا عملکرد خود را بهینه کنند و خطر آسیب را کاهش دهند.

این فناوری همچنین برای تفسیر زبان اشاره نویدبخش است و به دستکش‌ها این امکان را می‌دهد که حرکات دست را فوری به متن یا گفتار ترجمه کنند. علاوه بر این، فناوری ««سونوتکستایلز»» می‌تواند با ارائه تعامل طبیعی‌تر و پاسخگوتر، تجربه‌های واقعیت مجازی را بهبود بخشد.

«چائوچائو سان»(Chaochao Sun) نویسنده ارشد این مطالعه می‌افزاید: فناوری «SonoTextiles» حتی می‌تواند وضعیت بدنی فرد را اندازه‌گیری کند و به عنوان یک فناوری کمکی، کیفیت زندگی آنها را بهبود بخشد.

افرادی که به دنبال بهبود وضعیت بدنی خود هستند، می‌توانند بازخورد هدفمندی برای اصلاح وضعیت نامناسب بدن دریافت کنند. علاوه بر این، این پارچه‌ها می‌توانند به بیماران روی ویلچر هشدار دهند که چه زمانی باید موقعیت خود را تغییر دهند تا از ایجاد زخم‌ بستر جلوگیری شود. گفتنی است که استفاده روزمره از این فناوری بسیار امیدوارکننده است.

«احمد» خاطرنشان کرد: هنوز جای پیشرفت در کاربرد عملی این فناوری وجود دارد. اگرچه الیاف شیشه‌ای به خوبی به عنوان رسانای صوت در آزمایشگاه عمل کردند، اما ممکن است در طول استفاده منظم مستعد شکسته شدن باشند.

وی افزود: زیبایی این فناوری در این است که می‌توانیم به راحتی الیاف شیشه‌ای را با فلز جایگزین کنیم. صدا از طریق فلز نیز منتشر می‌شود. ما می‌خواهیم تحقیقات خود را در این راستا و همچنین در کاربردهای دیگر گسترش دهیم.

دانشمندان اکنون می‌خواهند این سامانه را قوی‌تر کنند و بررسی کنند که چگونه می‌توان الکترونیک را بهتر در پارچه‌ها ادغام کرد. این پیشرفت، نویدبخش دقت بیشتر، راحتی بیشتر و قابلیت شستشوی بهتر است، همچنین هزینه‌ها و مصرف برق را پایین نگه می‌دارد.

این پژوهش در مجله Nature Electronics منتشر شده است.