ابداع محققان سنگاپور: فیبرهای الکترونیکی که آستین لباس را به نمایشگر لمسی تبدیل می‌کنند [تماشا کنید]

پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) نوعی فیبر الکترونیکی ساخته‌اند که می‌تواند پارچه لباس را به یک نمایشگر انعطاف‌پذیر و لمسی تبدیل کند. این فناوری امکان نمایش تصویر و ویدیو، پاسخ به لمس انگشت و اتصال بی‌سیم به دستگاه‌های دیجیتال را فراهم می‌کند، بدون آنکه به نمایشگر سخت و جداگانه‌ای نیاز باشد. نمونه اولیه این فناوری حتی پس از ۵۰ بار شست‌وشو با ماشین لباس‌شویی، عملکرد خود را تقریباً حفظ کرد.

گروه پژوهشی به سرپرستی «تورال خدی‌یف» (Tural Khudiyev)، استادیار دانشگاه ملی سنگاپور، ۵۴ فیبر حاوی قطعات الکترونیکی را در قسمت ساعد یک آستین به کار برده‌اند. هر فیبر شامل ریزتراشه‌های LED و لایه‌های حساس به لمس است. مجموعه این رشته‌ها نمایشگری با وضوح ۹۶ در ۵۴ پیکسل و ابعاد ۱۶۸ در ۱۰۵ میلی‌متر ایجاد می‌کند که با سرعت ۳۰ فریم در ثانیه به‌روزرسانی می‌شود.

این نمایشگر می‌تواند عکس و ویدیو پخش کند، برنامه‌های ماشین‌حساب و قطب‌نما را اجرا کند و تصاویر را از طریق بلوتوث دریافت کند. همچنین، رشته‌های دیگری در لباس برای تعبیه میکروفون، بلندگو و حسگرهای حرکتی، دما، جهت مغناطیسی و نور محیط به کار رفته‌اند. برای مثال، حسگری که زیر بازو قرار می‌گیرد، می‌تواند دمای بدن را اندازه‌گیری کند و عدد آن را روی خود آستین نشان دهد.

برای دیدن عملکرد این فناوری، می‌توانید ویدیوی زیر را تماشا کنید.

فیبر الکترونیکی چگونه لمس انگشت را تشخیص می‌دهد؟

ساخت مدارهای پیچیده در یک رشته باریک، به دلیل شکل استوانه‌ای و فضای محدود آن، چالش‌برانگیز است. پژوهشگران برای حل این مسئله، روشی ابداع کردند که امکان اتصال هزاران قطعه الکترونیکی را در امتداد یک فیبر فراهم می‌کند.

آن‌ها با استفاده از لیزر نقاط مشخصی از سیم‌های عایق‌شده را آشکار می‌کنند و سپس با هدایت لحیم مذاب به این نقاط، اتصالات الکتریکی موردنیاز را ایجاد می‌کنند. به این ترتیب، بیش از ۵۰۰۰ تراشه از طریق بیش از ۲۰ هزار اتصال الکتریکی به یکدیگر متصل شدند.

در ساختار این فیبر، لایه حساس به لمس زیر LEDها قرار دارد. وقتی کاربر رشته را لمس می‌کند، مدار الکتریکی در محل تماس کامل می‌شود و سیستم محل لمس را تشخیص می‌دهد تا نزدیک‌ترین پیکسل روشن شود. بنابراین، نمایش تصویر و تشخیص لمس درون خود رشته انجام می‌شود، نه با اتصال جداگانه قطعات الکترونیکی به لباس.

پژوهشگران می‌گویند پس از ۵۰ بار شست‌وشو با مواد شوینده و هزار بار خم‌کردن فیبر، شدت نور و عملکرد لمسی نمایشگر تقریباً بدون تغییر باقی ماند. همچنین، قابلیت تنفس‌پذیری پارچه با پنبه، پلی‌استر و جین قابل مقایسه بود و این محصول در محدوده‌های تعیین‌شده برای ایمنی تماس با پوست قرار داشت.

در آینده، این فناوری را می‌توان در لباس‌هایی به کار برد که اطلاعات سلامت را از طریق حسگرهای تعبیه‌شده جمع‌آوری و مستقیماً روی پارچه نمایش می‌دهند. بااین‌حال، پایش شخصی‌سازی‌شده سلامت با کمک هوش مصنوعی هنوز از قابلیت‌های اثبات‌شده نمونه فعلی فراتر است. پژوهشگران قصد دارند وضوح نمایشگر را افزایش دهند، حسگرهای بیشتری به آن اضافه کنند و امکان اجرای هوش مصنوعی روی خود لباس را بررسی کنند.

محققان جزئیات این پژوهش را در ژورنال Nature منتشر کرده‌اند.