Επαναστατικά Δεδομένα Στα Έξυπνα Υφάσματα

Ερευνητική ομάδα του ETH Zurich έχει προχωρήσει στην ανάπτυξη “έξυπνων” υφασμάτων που βασίζονται στην τεχνολογία των ηχητικών κυμάτων, αντί των παραδοσιακών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση επιτρέπει την ακριβή ανίχνευση αφής, πίεσης και κίνησης, καθιστώντας τα υφάσματα αυτά ιδανικά για εφαρμογές σε ιατρικές, αθλητικές και καθημερινές ανάγκες.

Η ομάδα, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Ντάνιελ Αχμέντ, έχει επιτύχει τη μετατροπή συμβατικών υφασμάτων σε έξυπνους αισθητήρες που ανιχνεύουν μια ποικιλία παραμέτρων μέσω μιας πρωτοποριακής μεθόδου: ηχητικά κύματα διαδίδονται μέσα από υαλοΐνες.

«Διεξάγουμε πρωτοποριακή έρευνα σε τομείς που σχετίζονται με έξυπνα υφάσματα στην ακουστική, και εμείς είμαστε οι πρώτοι που εξερευνούμε την εφαρμογή γυάλινων ινών μαζί με σήματα διαφορετικών συχνοτήτων», δήλωσε ο Yingqiang Wang, πρώτος συγγραφέας της μελέτης.

Ανακαλύπτοντας τη Δύναμη των Ηχητικών Κυμάτων

Οι επιστήμονες ενσωμάτωσαν υαλοΐνες στο ύφασμα, το οποίο διαθέτει έναν μικρό πομπό στη μία άκρη που εκπέμπει ηχητικά κύματα, ενώ η άλλη άκρη είναι συνδεδεμένη με δέκτη που ανιχνεύει τυχόν μεταβολές στα κύματα. Κάθε πομπός λειτουργεί σε μοναδική συχνότητα, επιτρέποντας έτσι την παρακολούθηση των αλλαγών με ελάχιστη υπολογιστική ισχύ, ξεπερνώντας έτσι τα προβλήματα υπερφόρτωσης δεδομένων που παρατηρούνταν σε προγενέστερες τεχνολογίες.

Όταν μια ίνα λυγίζει ή μετακινείται, το μήκος των ηχητικών κυμάτων που τη διαπερνούν αλλάζει, γεγονός που οδηγεί σε απώλεια ενέργειας. Για παράδειγμα, σε ένα μπλουζάκι, αυτό μπορεί να συμβεί λόγω της κίνηση του σώματος ή ακόμη και της αναπνοής.

«Στο μέλλον, τα δεδομένα μπορούν να αποστέλλονται σε πραγματικό χρόνο σε υπολογιστές ή smartphones», πρόσθεσε ο Αχμέντ, υπογραμμίζοντας τις δυνατότητες που θα προσφέρουν οι εξελίξεις.

Πολλαπλές Εφαρμογές και Δυνατότητες

Το σύστημα, το οποίο έχει δοκιμαστεί με επιτυχία στο εργαστήριο, έχει πολλές προοπτικές εφαρμογής. Για παράδειγμα, ένα μπλουζάκι μπορεί να παρακολουθεί την αναπνοή ασθενών με άσθμα και να στέλνει ειδοποιήσεις σε περιπτώσεις κρίσης. Αθλητές μπορούν να λαμβάνουν πληροφορίες για να βελτιώνουν τις επιδόσεις τους και να ελαχιστοποιούν τον κίνδυνο τραυματισμού.

Η τεχνολογία αυτή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μετάφραση της νοηματικής γλώσσας, επιτρέποντας στα γάντια να μετατρέπουν τις χειρονομίες σε κείμενο ή φωνή σε πραγματικό χρόνο. Το SonoTextiles θα μπορούσε να αναβαθμίσει την εμπειρία της εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας, διευκολύνοντας έτσι τη ρεαλιστική αλληλεπίδραση με το περιβάλλον.

«Τα SonoTextiles θα μπορούσαν να μετρούν τη στάση σώματος και να βελτιώνουν την ποιότητα ζωής ως βοηθητική τεχνολογία», προτείνει ο Chaochao Sun, συν-συγγραφέας της μελέτης.

Έτσι, άτομα που επιθυμούν να βελτιώσουν τη στάση του σώματός τους θα έχουν τη δυνατότητα να λαμβάνουν εξατομικευμένες οδηγίες, ενώ οι χρήστες αναπηρικών αμαξιδίων θα ενημερώνονται έγκαιρα για την ανάγκη αλλαγής θέσης, συμβάλλοντας στην πρόληψη των κατακλίσεων.

Το Μέλλον στην Έρευνα των Έξυπνων Υφασμάτων

Παρά τη λειτουργικότητα των υαλοϊνών ως αγωγοί ήχου, υπάρχει ο προβληματισμός για την πιθανή εύθραυστη φύση τους κατά την καθημερινή χρήση.

«Η θετική πλευρά είναι ότι μπορούμε εύκολα να αντικαταστήσουμε τις υαλοΐνες με μεταλλικές ίνες, καθώς ο ήχος διαδίδεται αποτελεσματικά και μέσω μετάλλου», σημείωσε ο ερευνητής.

Η ομάδα φιλοδοξεί να βελτιώσει τη στιβαρότητα του συστήματος και να ερευνήσει καλύτερους τρόπους ενσωμάτωσης ηλεκτρονικών στοιχείων στα υφάσματα, με στόχο μεγαλύτερη ακρίβεια, άνεση, ανθεκτικότητα στο πλύσιμο, χαμηλό κόστος και ελάχιστη ενεργειακή κατανάλωση.

Η μελέτη αυτή δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Electronics.