ابتكر باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بنية رقمية. إذ تستطيع الألياف المدمجة في القميص رصد وتخزين واستخلاص وتحليل ونقل المعلومات والبيانات المفيدة، بما في ذلك درجة حرارة الجسم والنشاط البدني. وحتى الآن، اقتصرت الجهود على محاكاة الألياف الإلكترونية. وقال يوئيل فينك، المؤلف الرئيسي للدراسة: "يُعد هذا العمل الأول من نوعه الذي يُحقق نسيجًا قادرًا على تخزين البيانات ومعالجتها رقميًا، مما يُضيف بُعدًا جديدًا من المحتوى المعلوماتي إلى النسيج، ويُتيح برمجة النسيج حرفيًا".
تم إجراء البحث بالتعاون الوثيق مع قسم النسيج في كلية رود آيلاند للتصميم (RISD) وقادته الأستاذة أناييس ميساكيان.
يتكون هذا الليف البوليمري من مئات الرقائق الرقمية الدقيقة المصنوعة من السيليكون المربع. وهو رقيق ومرن بما يكفي لاختراق الإبر، والخياطة في الأقمشة، ويتحمل ما لا يقل عن 10 غسلات.
تستطيع الألياف الضوئية الرقمية تخزين كميات هائلة من البيانات في ذاكرتها. ويمكن للباحثين كتابة البيانات وتخزينها وقراءتها على هذه الألياف، بما في ذلك ملف فيديو ملون بحجم 767 كيلوبايت وملف موسيقي بحجم 0.48 ميجابايت. ويمكن تخزين البيانات لمدة شهرين في حال انقطاع التيار الكهربائي. تحتوي الألياف الضوئية على ما يقارب 1650 شبكة عصبية متصلة. وكجزء من الدراسة، تم تثبيت ألياف رقمية تحت إبط قمصان المشاركين، وقامت هذه الملابس الرقمية بقياس درجة حرارة سطح الجسم لمدة 270 دقيقة تقريبًا. وتستطيع الألياف الضوئية الرقمية تحديد الأنشطة التي شارك فيها الشخص الذي يرتديها بدقة تصل إلى 96%.
يُتيح الجمع بين القدرات التحليلية والألياف إمكانية تطبيقاتٍ أوسع، منها مراقبة المشكلات الصحية آنيًا، مثل انخفاض مستويات الأكسجين أو معدل النبض، والتحذير من مشاكل التنفس، بالإضافة إلى الملابس الذكية المزودة بتقنية الذكاء الاصطناعي التي تُزوّد الرياضيين بمعلوماتٍ حول كيفية تحسين أدائهم واقتراحاتٍ للحدّ من احتمالية الإصابة (كما في منتجات Sensoria Fitness). تُقدّم Sensoria مجموعةً متكاملةً من الملابس الذكية التي تُوفّر بياناتٍ آنيةً عن الصحة واللياقة البدنية لتحسين الأداء. وبما أن الألياف تُتحكّم بها بواسطة جهازٍ خارجي صغير، فإن الخطوة التالية للباحثين هي تطوير شريحةٍ دقيقةٍ تُدمج في الألياف نفسها.
قام نيهال سينغ، طالب في كلية كي جيه سوميا للهندسة، مؤخرًا بتطوير نظام تهوية بتقنية كوف (للحفاظ على درجة حرارة الجسم) لمعدات الوقاية الشخصية الخاصة بالأطباء. وقد دخلت الملابس الذكية أيضًا مجالات الملابس الرياضية والملابس الصحية والدفاع الوطني. بالإضافة إلى ذلك، تشير التقديرات إلى أن حجم سوق الملابس/الأقمشة الذكية العالمي سيتجاوز 5 مليارات دولار أمريكي بحلول عام 2024 أو 2025.
يتقلص الجدول الزمني لتطوير الأقمشة الذكية. ففي المستقبل، ستستخدم هذه الأقمشة خوارزميات تعلم آلي مصممة خصيصًا لاكتشاف أنماط بيولوجية محتملة واكتساب رؤى جديدة عنها، والمساعدة في تقييم المؤشرات الصحية في الوقت الفعلي.
تم دعم هذا البحث من قبل مكتب أبحاث الجيش الأمريكي، ومعهد تكنولوجيا النانو للجندي التابع للجيش الأمريكي، والمؤسسة الوطنية للعلوم، وصندوق المحيطات التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ووكالة الحد من التهديدات الدفاعية.
تاريخ النشر: 9 يونيو 2021