Un nou computer-fibră conține opt dispozitive care funcționează împreună ca o singură entitate de calcul, iar oamenii de știință vor să țese multe dintre ele pentru a lucra împreună ca un ansamblu unitar de haine inteligente, scrie Live Science.
Cercetătorii au reușit să integreze componente-cheie de calcul într-o singură fibră flexibilă care poate fi spălată la mașină. Ei speră ca într-o zi să poată împleti mai multe astfel de fibre într-o rețea de „calcul pe fibră” – cu alte cuvinte, articole vestimentare cu capabilități inteligente.
Textile inteligente. Cu adevărat inteligente
Textilele inteligente, cunoscute și sub denumirea de e-textile, sunt materiale care conțin componente electronice ce îmbunătățesc funcțiile dispozitivelor purtabile și ale altor produse. Acestea ar putea fi folosite pentru a crea materiale cu funcții de calcul încorporate, aplicabile atât în haine, cât și în afișaje țesute sau alte utilizări.
Una dintre primele aplicații moderne a fost LilyPad în 2007 — o serie de componente electronice cusute, create pentru a fi folosite în haine interactive, jucării sau sculpturi.
Până acum, o mare limitare a textilelor inteligente era faptul că fibrele individuale aveau capacități de calcul extrem de reduse și nu erau dotate cu componente proprii. Din această cauză, sarcini de bază precum interpretarea biosignalelor în timp real erau greu de realizat, la fel și procesarea ulterioară a datelor.
Dar într-un nou studiu publicat pe 6 iunie în revista Nano-Micro Letters, oamenii de știință au reușit să integreze senzori, comunicare, procesare și stocare într-o singură fibră.
Fiecare fibră elastică are o elasticitate de 60% și poate fi spălată la mașină, ceea ce înseamnă că poate fi folosită pentru a crea articole vestimentare practice.
Potrivit cercetătorilor, această fibră permite hainelor sau dispozitivelor inteligente o precizie mai bună, datorită colectării de date din mai multe puncte și a interacțiunilor în timp real între computer și utilizator.
Cum arată viitorul hainelor inteligente
Fiecare fibră dezvoltată în cadrul studiului a inclus opt dispozitive:
- patru senzori — un fotodetector, un senzor de temperatură, un accelerometru și un senzor PPG (fotopletismogramă, care măsoară modificările absorbției luminii de către piele),
- un microcontroler,
- două module de comunicare,
- un dispozitiv de gestionare a energiei.
Împreună, acestea au permis colectarea de date, procesare, stocare și transmiterea rezultatelor.
Pentru a testa eficiența sistemului, cercetătorii au integrat patru astfel de fibre într-un mânecă și în pantalonii unui echipament sportiv și au rugat o persoană să efectueze exerciții precum genuflexiuni, fandări și plank.
Fiecare fibră rulează o rețea neuronală antrenată individual, adică un set de algoritmi de învățare automată care imită modul în care creierul procesează informația. Aceasta a permis fibrelor să recunoască în timp real mișcări precum genuflexiuni, plank, rotații ale brațelor și altele.
Rezultatele: o singură fibră a atins o acuratețe de 67% în recunoașterea mișcărilor, dar atunci când toate patru au lucrat împreună, precizia a crescut la 95%.
„Această îmbunătățire remarcabilă subliniază potențialul imens al colaborării dintre mai multe fibre și al raționamentului distribuit, oferind o abordare transformatoare pentru sistemele purtabile inteligente, care integrează fără probleme calculul localizat cu deciziile de rețea, pentru a furniza performanțe robuste și de mare fidelitate”, au scris cercetătorii în studiu.
Următorii pași
Oamenii de știință au precizat că rezultatele arată potențialul unei rețele de fibre care colaborează între ele, însă au recunoscut și provocările existente: viteza de comunicare trebuie îmbunătățită, consumul de energie redus și lățimea de bandă mărită.
Pentru a scala o rețea de astfel de computere-fibră, va fi nevoie de protocoale de comunicare mai rapide, cu latență redusă, create special pentru aceste sisteme.
Ştiri video recomandate
