Πειραματικά έξυπνα υφάσματα «ακούν» και «νιώθουν» το ανθρώπινο σώμα

Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature Electronics αναφέρεται ότι ερευνητές από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Τεχνολογικό Ινστιτούτο Ζυρίχης δημιούργησαν έξυπνα T-shirts που μπορούν να ανιχνεύσουν την αναπνοή και γάντια που μπορούν να μετατρέψουν τις χειρονομίες σε εντολές για ηλεκτρονικό υπολογιστή.

Τεχνολογία που φοριέται

Τα προϊόντα αυτά, που ονομάζονται SonoTextiles, κατασκευάστηκαν από συμβατικά υφάσματα στα οποία έχουν ενσωματωθεί εξελιγμένοι αισθητήρες που ανιχνεύουν την αφή, την πίεση και την κίνηση, χρησιμοποιώντας ακουστικά κύματα που παράγονται από ίνες γυαλιού.

Η καινοτομία των ινών γυαλιού

Ενώ στο παρελθόν έχουν κατασκευαστεί και άλλα έξυπνα υφάσματα, τα SonoTextiles είναι τα πρώτα που χρησιμοποιούν ίνες γυαλιού σε συνδυασμό με εκπομπές διαφορετικών συχνοτήτων. Οι συχνότητες αυτές (100 kHz) είναι πέρα από το όριο που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί (20 Hz–20 kHz) και καθορίζουν την αλληλεπίδραση ανθρώπου–υφάσματος.

Οπως διαβάζουμε στο interestingenginnering, τα SonoTextiles ενσωματώνουν τις ίνες γυαλιού σε τακτά διαστήματα εντός του υφάσματος και κάθε ίνα έχει έναν μικροπομπό που εκπέμπει ένα ηχητικό κύμα. Η άλλη άκρη έχει έναν δέκτη που ανιχνεύει τις αλλαγές στο κύμα. Και επειδή κάθε πομπός λειτουργεί σε διαφορετική συχνότητα, η ταυτοποίηση των ηχητικών σημάτων και η ανίχνευση της προέλευσής τους χρειάζεται ελάχιστη υπολογιστική ισχύ.

Αυτό είναι ένα από τα πιο αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα, καθώς τα σήματα σε παλιότερα έξυπνα υφάσματα ήταν πολύπλοκα και χρειάζονταν ισχυρούς επεξεργαστές για να τα αναλύσουν. Στα SonoTextiles, κάθε φορά που παράγεται ένα σήμα, ταξιδεύει μέσω της ίνας, χάνοντας ενέργεια — κάτι που μπορεί να προκληθεί από την κίνηση του σώματος ή την αναπνοή.

Πιθανές εφαρμογές και προκλήσεις

Τα έξυπνα αυτά υφάσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλούς σκοπούς, όπως την παρακολούθηση της αναπνοής σε ασθματικούς και της καρδιακής συχνότητας σε αθλητές. Παράλληλα, τα γάντια μπορούν να μετατρέπουν τις χειρονομίες σε κείμενο ή σε ήχο και να μεταφέρονται σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Άνθρωποι που υποφέρουν από μυοσκελετικά προβλήματα θα μπορούν να λαμβάνουν οδηγίες για τη βελτίωση της στάσης του σώματος. Επίσης τα έξυπνα υφάσματα θα μπορούσαν να ειδοποιούν άτομα καθηλωμένα σε αμαξίδιο να αλλάξουν στάση, για να αποφύγουν έλκη. Ωστόσο, ένα από τα προβλήματα που πρέπει να επιλύσουν οι ερευνητές είναι η συχνή θραύση των ινών από τη χρήση, και γι’ αυτό μία σκέψη είναι η αντικατάσταση των γυάλινων ινών με μεταλλικές, που μπορούν να μεταδώσουν τον ήχο εξίσου καλά.

Τα SonoTextiles ανοίγουν τον δρόμο για ένα μέλλον όπου η υφασμάτινη τεχνολογία θα παίζει ενεργό ρόλο στην ιατρική παρακολούθηση, τη βελτίωση της καθημερινής ζωής και την επικοινωνία. Η καινοτομία τους δείχνει πως ακόμα και τα πιο οικεία υλικά μπορούν να γίνουν «έξυπνα» με την κατάλληλη τεχνογνωσία.