Носимые технологии: как человеческое тело может стать источником энергии для "умного" текстиля

Исследователи создали электронику на основе волокон, которая использует человеческое тело для питания футболок, отображающих различные сообщения.

Будь то футболка, которая может отображать cообщения, или ковер, который чувствует, где вы стоите, — будущее умного текстиля еще недавно казалось чем-то из разряда научной фантастики.

Теперь исследователи утверждают, что создали умные волокна, которые могут делать именно такие вещи, — и им даже не нужен аккумулятор.

Исследователи из Китая утверждают, что создали электронику на основе волокон, которая использует электромагнитную энергию атмосферы, а человеческое тело — как часть цепи.

Это позволяет создать волоконную электронику, не нуждающуюся в электронных чипах или батареях, которая, по словам команды, может быть использована для множества приложений.

"Когда электромагнитная энергия проходит через волокно, она преобразуется им в другие формы энергии, включая видимый свет и радиоволны. Таким образом, помимо излучения света, волокно излучает электрические сигналы при прикосновении к человеческому телу", — рассказывает Ченгьи Хоу, соавтор исследования из Университета Дунхуа (Шанхай).

Хоу добавил, что, регулируя различные параметры системы, такие как площадь соприкосновения волокна с телом или диаметр волокна, можно программировать эти беспроводные сигналы.

Эти беспроводные сигналы можно легко улавливать с помощью катушки, а затем сигналы с различными характеристиками будут "переводиться" электронными устройствами в различные команды", — говорит Хоу, отмечая, что таким образом можно включать или выключать устройство, а также выполнять другие действия.

По словам команды, этот подход устраняет ключевую проблему, возникающую при попытке встроить электронные системы в текстиль: необходимость в жестких компонентах.

"Мы уже достигли массового производства этого нового типа технологии, эта ткань является такой же тонкой и мягкой, как и ткани из обычных волокон, поэтому следующим шагом будет применение этого метода в текстиле, который мы используем ежедневно, например, в одежде, полотенцах, коврах и так далее", — объясняет Хоу.

Среди прототипов, разработанных командой, — носимый тканевый дисплей, соединенный с тканевой клавиатурой, которая, по словам команды, может использоваться людьми с нарушениями слуха, чтобы помочь им общаться с другими, — а также текстильные контроллеры для видеоигр.

Они также создали беспроводной тактильный ковер, светящийся под ногами, который не только обеспечивает дополнительное освещение в ночное время, но и может передавать сигналы, с помощью которых можно управлять выключателями бытовой техники, например, света.

Авторы статьи в журнале Science сообщили, что волокна состоят из трех слоев, изготовлены из недорогого сырья, долговечны, легко стираются и не пропускают пот.

В сопроводительной статье Юнжу Ли (Yunzhu Li) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и Йиюэ Луо (Yiyue Luo) из Массачусетского технологического института пишут, что такая технология может найти применение в роботах и роботизированных протезах, а также предложить способ сбора тактильной информации для лучшего понимания взаимодействия между людьми и окружающими их предметами.

Профессор Луиджи Оккипинти, директор по исследованиям в области умной электроники, биосистем и ИИ в Кембриджском университете, также считает, что у этого подхода есть потенциал.

"Поскольку мы постоянно находимся вблизи источников электромагнитных полей различной природы и с разными характеристиками, разработка новых классов электронного текстиля, включающего кожные датчики и нетрадиционную электронику, питающуюся уникальным образом через волоконные сборщики энергии в контакте с нашим телом, может открыть совершенно новый класс носимой электроники с автономным питанием для непрерывного мониторинга личного здоровья", — утверждает он.