ساخت الیاف دیجیتالی توسط مهندسان دانشگاه MIT
MIT Engineers Develop a Digital Fiber
محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، اولین الیاف حاوی قابلیت های دیجیتالی را ساخته اند؛ این الیاف پس از دوخته شدن به صورت یک پیراهن، قادر هستند تا فعالیت فرد را احساس، ذخیره، تجزیه و تحلیل و استنباط کنند.
یوئل فینک (Yoel Fink)، استاد گروه های علوم و مهندسی مواد و مهندسی برق و علوم کامپیوتر که محقق آزمایشگاه تحقیقاتی اصول الکترونیک و نویسنده ارشد این مطالعه نیز می باشد، می گوید: الیاف دیجیتال این امکان را برای پارچه ها فراهم می کنند تا زمینه الگوهای پنهان را در بدن انسان کشف کنند؛ اطلاعاتی که می توان از آنها برای نظارت بر عملکرد فیزیکی بدن، استنباط پزشکی و تشخیص زودهنگام بیماری ها استفاده کرد.
فینک و همکارانش، ویژگی های الیاف دیجیتال امروزی را در ارتباطات طبیعی توصیف می کنند. تاکنون الیاف الکترونیکی که ساخته شده اند، همگی آنالوگ بوده اند؛ یعنی به جای سیگنال های دیجیتالی، حامل سیگنال پیوسته بوده اند که با استفاده از آنها می توان بیت های گسسته اطلاعات را در 0 و 1 ثانیه کدگذاری و پردازش نمود.
الیاف جدید با قرار دادن صدها تراشه دیجیتالی سیلیکونی در مقیاس میکرو مربع در کنار هم در قالب یک الگو تشکیل می شوند؛ سپس از آنها برای ساخت الیاف پلیمری استفاده می گردد. محققان توانستند با کنترل دقیق جریان پلیمر، الیافی با اتصالات الکترونیکی پیوسته بین تراشه ها، با طول بیش از 10 متر تولید کنند. این الیاف بسیار نازک و انعطاف پذیر هستند و می توان آنها را از داخل یک سوزن رد کرد، به صورت پارچه به هم دوخت و لباس حاصله را حداقل 10 بار شست، بدون اینکه به ساختار آن آسیبی وارد شود.
فینک می گوید: «ما در این مطالعه توانستیم اولین پارچه با قابلیت ذخیره سازی و پردازش داده های دیجیتالی را ارائه دهیم؛ این قابلیت، بعد محتوای اطلاعاتی جدیدی به منسوجات اضافه می کند و این امکان را فراهم می آورد تا پارچه ها به معنای واقعی کلمه برنامه ریزی شوند».
در ضمن با گنجاندن یک شبکه عصبی با 1650 اتصال در حافظه این الیاف، می توان گفت که این الیاف چند قدم به سمت هوش مصنوعی حرکت کرده اند. محققان پس از اینکه این الیاف را به قسمت زیر بغل یک پیراهن دوختند، از آنها برای جمع آوری 270 دقیقه داده های سطحی بدن شخصی که پیراهن را به تن کرده بود استفاده کردند؛ سپس نحوه انطباق این داده ها با فعالیت های مختلف بدن را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. الیاف تولید شده با استفاده از این داده ها، قادر بودند فعالیت های بدنی شخصی که آن پیراهن را به تن کرده بود با دقت 96% تعیین کنند.
محققان می گویند افزودن یک مولفه هوش مصنوعی به الیاف، قابلیت های آنها را ارتقا می دهد. گابریل لوک (Gabriel Loke)، دانشجوی دکترای دانشگاه MIT و یکی از نویسندگان اصلی این پژوهش در این باره می گوید: «پارچه های دارای اجزای دیجیتالی در طول زمان می توانند اطلاعات زیادی را از بدن افراد جمع آوری کنند و این داده های تازه برای الگوریتم های یادگیری ماشین بسیار مناسب هستند».
این الیاف با این توان تحلیلی روزی قادر خواهند بود، بلافاصله افراد را نسبت به تغییرات به وجود آمده در سلامتی شان، مانند کاهش تنفس یا ضربان نامنظم قلب آگاه کرده و یا داده های مربوط به فعالیت عضله ها یا ضربان قلب را در حین تمرین به ورزشکاران ارائه دهند. این الیاف توسط یک دستگاه کوچک خارجی کنترل می شوند؛ بنابراین مرحله بعدی طراحی یک تراشه جدید میکرو کنترل کننده است که می تواند به درون خود الیاف متصل شود.
