قدّم باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بنية رقمية. تستطيع الألياف المُدمجة في القميص اكتشاف المعلومات والبيانات المفيدة، بما في ذلك درجة حرارة الجسم والنشاط البدني، وتخزينها، واستخلاصها، وتحليلها، ونقلها. حتى الآن، تمت محاكاة الألياف الإلكترونية. وصرح يوئيل فينك، كبير الباحثين في الدراسة: "يُعد هذا العمل الأول من نوعه الذي يُنتج نسيجًا قادرًا على تخزين البيانات ومعالجتها رقميًا، ويضيف بُعدًا جديدًا لمحتوى المعلومات إلى النسيج، ويتيح برمجة دقيقة للنسيج".
وأُجري البحث بالتعاون الوثيق مع قسم النسيج في كلية رود آيلاند للتصميم (RISD) بقيادة البروفيسور أناييس ميساكيان.
هذه الألياف البوليمرية مصنوعة من مئات من رقائق السيليكون الرقمية الدقيقة المربعة. وهي رقيقة ومرنة بما يكفي لثقب الإبر وخياطة الأقمشة، وتتحمل ما لا يقل عن عشر غسلات.
يمكن للألياف الضوئية الرقمية تخزين كميات كبيرة من البيانات في الذاكرة. ويمكن للباحثين كتابة البيانات وتخزينها وقراءتها على الألياف الضوئية، بما في ذلك ملف فيديو ملون بحجم 767 كيلوبايت وملف موسيقى بحجم 0.48 ميجابايت. ويمكن تخزين البيانات لمدة شهرين في حال انقطاع التيار الكهربائي. تحتوي الألياف الضوئية على ما يقرب من 1650 شبكة عصبية متصلة. وفي إطار الدراسة، تم خياطة ألياف رقمية تحت إبط قمصان المشاركين، وقاست الملابس الرقمية درجة حرارة سطح الجسم لمدة 270 دقيقة تقريبًا. ويمكن للألياف الضوئية الرقمية تحديد الأنشطة التي مارسها الشخص الذي يرتديها بدقة 96%.
يُتيح الجمع بين القدرات التحليلية والألياف إمكانية تطبيق تطبيقات أخرى: إذ يُمكنه رصد المشاكل الصحية في الوقت الفعلي، مثل انخفاض مستويات الأكسجين أو معدل النبض؛ وإصدار تحذيرات بشأن مشاكل التنفس؛ وملابس مُزودة بالذكاء الاصطناعي تُزود الرياضيين بمعلومات حول كيفية تحسين أدائهم واقتراحات لتقليل احتمالية الإصابة (مثل Sensoria Fitness). تُقدم Sensoria مجموعة كاملة من الملابس الذكية لتوفير بيانات الصحة واللياقة البدنية في الوقت الفعلي لتحسين الأداء. وبما أن الألياف تُتحكم بها أجهزة خارجية صغيرة، فإن الخطوة التالية للباحثين هي تطوير رقاقة دقيقة يُمكن دمجها في الألياف نفسها.
مؤخرًا، طوّر نيهال سينغ، الطالب في كلية كيه جيه سومايا للهندسة، نظام تهوية "كوف-تيك" (للحفاظ على درجة حرارة الجسم) لمعدات الوقاية الشخصية للأطباء. كما دخلت الملابس الذكية مجالات الملابس الرياضية والصحية والدفاع الوطني. ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوق الملابس/الأقمشة الذكية العالمي السنوي 5 مليارات دولار أمريكي بحلول عامي 2024 و2025.
يتقلص نطاق تطوير أقمشة الذكاء الاصطناعي. في المستقبل، ستستخدم هذه الأقمشة خوارزميات تعلم آلي مصممة خصيصًا لاكتشاف الأنماط البيولوجية المحتملة واكتساب رؤى جديدة بشأنها، والمساعدة في تقييم مؤشرات الصحة آنيًا.
تم دعم هذا البحث من قبل مكتب أبحاث الجيش الأمريكي، ومعهد تكنولوجيا النانو التابع للجيش الأمريكي، والمؤسسة الوطنية للعلوم، وصندوق المحيطات التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ووكالة الحد من التهديدات الدفاعية.


وقت النشر: 9 يونيو 2021