Vědci napěchovali celý počítač do jediného vlákna oblečení – a můžete jej dokonce prosadit do pračky
Vědci začlenili klíčové výpočetní komponenty do jediného flexibilního vlákna, které můžete projít pračkou. Vědci doufají, že jednoho dne spojí mnoho z těchto vláken do soudržné sítě „výpočetní vlákna“ – jinými slovy, položky oblečení s inteligentními schopnostmi.
Chytré textilieJsou také známé jako inteligentní látky nebo e-textilie, jsou materiály obsahující elektronické komponenty, které zvyšují vlastnosti nositelných zařízení a dalších produktů. Ty by mohly být potenciálně použity k vytváření materiálů s vestavěnými výpočetními komponenty, které lze použít v oděvu nebo v tkané displejemimo jiné použití.
Jednou z prvních moderních aplikací bylo vytvoření Lilypad V roce 2007 – řada šitých elektronických součástí navržených pro používání v interaktivním oblečení, hračkách nebo sochách.
Jedním z nejvýznamnějších omezení inteligentních textilií je to, že výpočetní schopnosti jednotlivých vláken jsou vážně omezené a že nejsou zabudovány žádnými jednotlivými komponenty.
Protože tato vlákna postrádají komponenty, základní úkoly, jako jsou interpretace biosignálů v reálném čase, jsou obtížné – a je těžké je vyzvednout signály pro následné zpracování dat.
Ale v nové studii zveřejněné 6. června v časopise Nano-micro písmenaVědci namontovali snímání, komunikaci, výpočet a skladování do jediného vlákna.
Související: Nová tkanina může zahřívat více než 50 stupňů, aby lidé udrželi v teple v ultracold počasí
Každé elastické vlákno má také 60% roztažitelnost a lze jej provést přes pračku – což znamená, že by mohlo být použity k tkaní praktických oděvů.
Nové vlákno také umožňuje inteligentnímu oblečení nebo zařízením mít lepší přesnost kvůli snímání z více bodů a interakcí mezi počítačem a člověkem v reálném čase, uvedli vědci ve studii.
Budoucnost oblečení
Každé vlákno vyvinuté ve studii zahrnovalo osm zařízení, včetně čtyř senzorů – fotodetektoru, teplotního senzoru, akcelerometru a fotoplethysmogramu (PPG) senzoru, který měří změny v absorpci světla kůží – a také mikrokontrolér, dva komunikační moduly a zařízení pro správu energie, uvedli ve studii vědci. Společně tyto komponenty dosáhly sběru dat, zpracování, skladování a přenos výsledků.
Pro sledování toho, jak efektivní byl nový systém, vědec integroval čtyři inteligentní vlákna do oděvních rukávů a kalhotových nohou a požádal jednu osobu, která nosí oděv, aby provedl řadu cvičení tělesné hmotnosti, včetně dřepů, výpadek a prkna.
Každé vlákno provozuje individuálně vyškolenou neuronovou síť – kolekce algoritmů strojového učení navrženého tak, aby napodobovaly způsob, jakým lidský mozek zpracovává informace. To umožnilo vláknům rozpoznat různé akce v reálném čase, včetně dřepu, prkna, rotace paží a dalších.
Jediné vlákno dosáhlo 67% přesnosti při rozpoznávání konkrétních pohybů, zatímco všechna čtyři vlákna pracující společně zvýšila přesnost na 95%.
„Toto pozoruhodné zlepšení podtrhuje obrovský potenciál více vláknového spolupráce a distribuovaného uvažování a představuje transformativní přístup pro inteligentní nositelné systémy, které hladce integrují lokalizované výpočet se síťovým rozhodováním, aby poskytovaly robustní výkon s vysokou špičkou,“ uvedli vědci ve studii.
Vědci uvedli, že tyto výsledky zdůraznily potenciální výkon sítě vláken spolupracující, ale uznali, že stále existují výzvy v optimalizaci rychlosti komunikace, snižování spotřeby energie a zvýšení šířky pásma.
Abychom zvýšili síť těchto počítačů založených na vláknech, vědci by také museli zlepšit účinnost výměny informací mezi jednotlivými uzly, poznamenali.
Budoucí výzkum, dodali, by se mohl zaměřit na budování vysokoškolských komunikačních protokolů s nižší latencí, které jsou speciálně přizpůsobeny těmto typům vláknových počítačů.
