Forskare vid MIT har introducerat en digital struktur. Fibrerna som är inbäddade i skjortan kan upptäcka, lagra, extrahera, analysera och förmedla användbar information och data, inklusive kroppstemperatur och fysisk aktivitet. Hittills har elektroniska fibrer simulerats. ”Detta arbete är det första som förverkligar ett tyg som kan lagra och bearbeta data digitalt, lägga till en ny dimension av informationsinnehåll till textilen och möjliggöra ordagrant programmering av tyget”, säger Yoel Fink, huvudförfattare till studien.
Forskningen genomfördes i nära samarbete med textilavdelningen vid Rhode Island School of Design (RISD) och leddes av professor Anais Missakian.
Denna polymerfiber är tillverkad av hundratals fyrkantiga kiselmikrodigitala chips. Den är tunn och flexibel nog att sticka igenom nålar, sy i tyger och tåla minst 10 tvättar.
Digital optisk fiber kan lagra stora mängder data i minnet. Forskare kan skriva, lagra och läsa data på den optiska fibern, inklusive en 767 kb stor videofil i fullfärg och en 0,48 MB stor musikfil. Informationen kan lagras i två månader vid strömavbrott. Den optiska fibern har cirka 1 650 anslutna neurala nätverk. Som en del av studien syddes digitala fibrer fast i armhålorna på deltagarnas skjortor, och de digitala kläderna mätte kroppsyttemperaturen i cirka 270 minuter. Digital optisk fiber kan identifiera vilka aktiviteter personen som bär den har deltagit i med 96 % noggrannhet.
Kombinationen av analytiska förmågor och fiber har potential för ytterligare tillämpningar: den kan övervaka hälsoproblem i realtid, såsom en minskning av syrenivåer eller puls; varningar om andningsproblem; och kläder baserade på artificiell intelligens som kan ge idrottare information om hur de kan förbättra sina prestationer och förslag för att minska risken för skador (tänk Sensoria Fitness). Sensoria erbjuder ett komplett utbud av smarta kläder för att tillhandahålla hälso- och fitnessdata i realtid för att förbättra prestationen. Eftersom fibern styrs av en liten extern enhet blir nästa steg för forskarna att utveckla ett mikrochip som kan bäddas in i själva fibern.
Nyligen utvecklade Nihaal Singh, student vid KJ Somaiya College of Engineering, ett Cov-tech-ventilationssystem (för att bibehålla kroppstemperaturen) för läkarens personliga skyddsutrustning. Smarta kläder har också tagit sig in i områdena sportkläder, hälsokläder och nationellt försvar. Dessutom uppskattas det att den globala marknaden för smarta kläder/tyger kommer att överstiga 5 miljarder USD år 2024 eller 2025.
Tidsplanen för artificiell intelligens-strukturer blir kortare. I framtiden kommer sådana strukturer att använda specialkonstruerade ML-algoritmer för att upptäcka och få nya insikter i potentiella biologiska mönster och hjälpa till att utvärdera hälsoindikatorer i realtid.
Denna forskning stöddes av US Army Research Office, US Army Soldier Nanotechnology Institute, National Science Foundation, Massachusetts Institute of Technology Ocean Fund och Defense Threat Reduction Agency.
Publiceringstid: 9 juni 2021