Onderzoekers van MIT hebben een digitale structuur geïntroduceerd. De vezels in het shirt kunnen nuttige informatie en gegevens detecteren, opslaan, extraheren, analyseren en doorgeven, waaronder lichaamstemperatuur en fysieke activiteit. Tot nu toe waren elektronische vezels alleen gesimuleerd. "Dit onderzoek is het eerste dat een stof realiseert die gegevens digitaal kan opslaan en verwerken, een nieuwe dimensie van informatie-inhoud aan het textiel toevoegt en letterlijke programmering van de stof mogelijk maakt", aldus Yoel Fink, hoofdauteur van de studie.
Het onderzoek werd uitgevoerd in nauwe samenwerking met de textielafdeling van de Rhode Island School of Design (RISD) en stond onder leiding van professor Anais Missakian.
Deze polymeervezel is gemaakt van honderden vierkante silicium micro-digitale chips. Hij is dun en flexibel genoeg om door naalden te prikken, in stoffen te naaien en is bestand tegen minstens 10 wasbeurten.
Digitale optische vezels kunnen grote hoeveelheden data in het geheugen opslaan. Onderzoekers kunnen data op de optische vezel schrijven, opslaan en lezen, waaronder een full-color videobestand van 767 kB en een muziekbestand van 0,48 MB. De data kunnen tot twee maanden bewaard blijven, zelfs bij stroomuitval. De optische vezel bevat ongeveer 1650 verbonden neurale netwerken. Als onderdeel van het onderzoek werden digitale vezels in de oksels van de shirts van de deelnemers genaaid, waarna de digitale kleding de lichaamstemperatuur gedurende ongeveer 270 minuten mat. Digitale optische vezels kunnen met een nauwkeurigheid van 96% vaststellen aan welke activiteiten de drager heeft deelgenomen.
De combinatie van analytische mogelijkheden en vezels biedt potentie voor verdere toepassingen: het kan realtime gezondheidsproblemen monitoren, zoals een daling van het zuurstofgehalte of de hartslag; waarschuwingen geven voor ademhalingsproblemen; en op kunstmatige intelligentie gebaseerde kleding ontwikkelen die atleten informatie kan geven over hoe ze hun prestaties kunnen verbeteren en suggesties kan doen om de kans op blessures te verkleinen (denk aan Sensoria Fitness). Sensoria biedt een volledig assortiment slimme kleding die realtime gezondheids- en fitnessgegevens levert om de prestaties te verbeteren. Omdat de vezel wordt aangestuurd door een klein extern apparaat, is de volgende stap voor de onderzoekers het ontwikkelen van een microchip die in de vezel zelf kan worden ingebed.
Onlangs ontwikkelde Nihaal Singh, een student aan het KJ Somaiya College of Engineering, een Cov-tech ventilatiesysteem (om de lichaamstemperatuur te reguleren) voor de persoonlijke beschermingsmiddelen van artsen. Slimme kleding heeft ook zijn intrede gedaan in de sportkleding, gezondheidskleding en defensie. Bovendien wordt geschat dat de wereldwijde markt voor slimme kleding en stoffen in 2024 of 2025 een jaarlijkse omvang van meer dan 5 miljard dollar zal bereiken.
De tijdlijn voor stoffen met kunstmatige intelligentie wordt steeds korter. In de toekomst zullen dergelijke stoffen gebruikmaken van speciaal ontwikkelde machine learning-algoritmen om potentiële biologische patronen te ontdekken en nieuwe inzichten daarin te verkrijgen, en om gezondheidsindicatoren in realtime te evalueren.
Dit onderzoek werd ondersteund door het US Army Research Office, het US Army Soldier Nanotechnology Institute, de National Science Foundation, het Massachusetts Institute of Technology Ocean Fund en de Defense Threat Reduction Agency.
Geplaatst op: 9 juni 2021