مهروماه

محققان MIT اولین الیاف پارچه ای را ایجاد کردند که دارای قابلیت های دیجیتالی است ، آماده جمع آوری ، ذخیره و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از یک شبکه عصبی. اعتبار: آنا
گیتلسون. عکس از رونی کنعانی

در ابتدا ، فیبر دیجیتال شامل حافظه ، حسگرهای دما و یک برنامه شبکه عصبی آموزش دیده برای استنباط فعالیت بدنی است.

محققان MIT اولین فیبر با قابلیت های دیجیتالی را ایجاد کرده اند که می تواند فعالیت را پس از دوخته شدن در پیراهن احساس ، ذخیره ، تجزیه و تحلیل و استنباط کند.

یوئل فینک ، استاد علوم مواد و مهندسی برق ، آزمایشگاه تحقیقاتی آزمایشگاه الکترونیک ، و نویسنده ارشد این مطالعه ، می گوید الیاف دیجیتال این امکان را برای پارچه ها فراهم می کند که زمینه الگوهای پنهان در بدن انسان را کشف کنند. می تواند برای نظارت بر عملکرد فیزیکی ، استنباط پزشکی و تشخیص زود هنگام بیماری استفاده شود.

یا ممکن است روزی موسیقی عروسی خود را با لباسی که در روز بزرگ پوشیده اید ، ذخیره کنید.

فینک و همکارانش ویژگی های فیبر دیجیتال امروز (3 ژوئن 2021) را در ارتباطات طبیعت توصیف می کنند. تاکنون ، الیاف الکترونیکی آنالوگ بوده اند - حامل سیگنال الکتریکی مداوم - و نه دیجیتال ، که بیت های گسسته اطلاعات را می توان در 0 و 1 ثانیه کدگذاری و پردازش کرد.

فینک می گوید: "این کار اولین تحقق یک پارچه را با قابلیت ذخیره سازی و پردازش داده ها به صورت دیجیتالی ارائه می دهد ، و بعد جدید محتوای اطلاعات را به منسوجات می دهد و به پارچه ها اجازه می دهد تا به معنای واقعی کلمه برنامه ریزی شوند.

 

 

حافظه و موارد دیگر
این فیبر جدید با قرار دادن صدها تراشه دیجیتالی میکرو مقیاس سیلیکون مربع در یک فرم پیش ساخته ایجاد شد که سپس برای ایجاد یک الیاف پلیمر استفاده شد. با کنترل دقیق جریان پلیمر ، محققان توانستند فیبر با اتصال الکتریکی مداوم بین تراشه ها به طول ده متر ایجاد کنند.

فیبر خود نازک و انعطاف پذیر است و می توان آن را از طریق یک سوزن عبور داد ، به پارچه دوخت و حداقل 10 بار بدون شکستن شست. به گفته لوک ، "وقتی آن را در یک پیراهن قرار می دهید ، به هیچ وجه نمی توانید آن را احساس کنید. شما نمی دانید آنجاست. "

وی می گوید ، ساخت یک فیبر دیجیتال "زمینه های مختلفی را برای شما ایجاد می کند و در واقع برخی از مشکلات فیبرهای عملکردی را برطرف می کند."

به عنوان مثال ، این یک روش برای کنترل عناصر جداگانه در یک فیبر ، از یک نقطه در انتهای فیبر ، ارائه می دهد. لوك توضیح می دهد: "شما می توانید فیبر ما را به عنوان یك راهرو در نظر بگیرید و عناصر آن مانند اتاق هستند و هر كدام شماره اتاق دیجیتال مخصوص خود را دارند." تیم تحقیق یک روش آدرس دهی دیجیتال را ابداع کردند که به آنها امکان می دهد عملکرد یک عنصر را بدون روشن کردن همه عناصر "روشن" کنند.

فیبر دیجیتال همچنین می تواند اطلاعات زیادی را در حافظه ذخیره کند. محققان توانستند اطلاعات مربوط به فیبر را بنویسند ، ذخیره و بخوانند ، از جمله پرونده فیلم کوتاه تمام رنگ 767 کیلوبیت و فایل موسیقی 0.48 مگابایت. پرونده ها می توانند به مدت دو ماه بدون برق ذخیره شوند.

لوك می گوید ، هنگامی كه آنها در حال آرزوی "ایده های دیوانه" برای الیاف بودند ، آنها در مورد برنامه هایی مانند لباس عروس كه موسیقی عروسی دیجیتال را در بافت خود ذخیره می كند ، یا حتی نوشتن داستان ایجاد الیاف در اجزای آن ، فكر كردند.

فینک خاطرنشان می کند که تحقیقات در MIT با بخش نساجی در RISD به رهبری آنایس میساکیان همکاری نزدیک داشته است. دانشیار آنا گیتلسون-کان الیاف دیجیتال را در یک آستین لباس بافتنی گنجانید و بدین ترتیب زمینه ایجاد اولین لباس دیجیتالی فراهم شد.

 

 

هوش مصنوعی روی بدن
فیبر همچنین با گنجاندن یک حافظه فیبر ، یک شبکه عصبی از 1650 اتصال ، چند قدم به سمت پیشرفت به سمت هوش مصنوعی می رود. محققان پس از دوختن آن به زیر بغل پیراهن ، از این فیبر برای جمع آوری 270 دقیقه داده دمای سطح بدن از شخصی که پیراهن را پوشیده استفاده کرده و نحوه مطابقت این داده ها با فعالیت های مختلف بدنی را تجزیه و تحلیل کرده اند. این فیبر که با استفاده از این داده ها آموزش دیده بود ، توانست با دقت 96 درصد تعیین کند شخصی که آن را پوشیده است ، به چه فعالیتی مشغول است.

محققان می گویند افزودن یک جزء هوش مصنوعی به این فیبر ، احتمال آن را بیشتر می کند. پارچه های دارای اجزای دیجیتالی می توانند به مرور زمان اطلاعات زیادی را در بدن جمع کنند و این "داده های سرسبز" برای الگوریتم های یادگیری ماشین بسیار مناسب هستند.

وی می گوید: "این نوع پارچه می تواند داده های منبع باز كمیت و كیفیتی را برای استخراج الگوهای جدید بدنه ارائه دهد كه قبلاً در مورد آنها نمی دانستیم."

با این قدرت تحلیلی ، فیبرها می توانند روزی افراد را در زمان واقعی نسبت به تغییرات سلامتی مانند کاهش تنفس یا ضربان قلب نامنظم آگاه کرده و یا داده های فعال سازی عضله یا ضربان قلب را در حین تمرین به ورزشکاران تحویل دهند.

فیبر توسط یک دستگاه کوچک خارجی کنترل می شود ، بنابراین مرحله بعدی طراحی یک تراشه جدید به عنوان میکروکنترلر است که می تواند درون خود فیبر متصل شود.

لوك می گوید: "وقتی می توانیم این كار را انجام دهیم ، می توانیم آن را یك رایانه فیبر بنامیم."