Nowa era wearables. Inteligentny t-shirt, który obsługuje gesty powietrzne
Technologia ubieralna nie zyskała jeszcze takiej popularności, na jaką liczyło wiele osób, ale to może się wkrótce zmienić. Naukowcy z ETH Zurich udowodnili bowiem, że przyszłość takich urządzeń może być nie tylko inteligentna, ale też... akustyczna. Ich przełomowy projekt SonoTextiles opiera się nie na elektronice, lecz na dźwięku, a konkretnie na ultradźwiękach przesyłanych przez specjalne włókna szklane wplecione w materiał.
Zespół badawczy pod kierunkiem prof. Daniela Ahmeda opracował technologię, która pozwala zamienić zwykły materiał w czuły sensor rejestrujący ruch, nacisk, a nawet oddech. Sekret tkwi we włóknach szklanych rozciągniętych w strukturze tkaniny. Na jednym końcu każdego z nich umieszczono nadajnik wysyłający fale ultradźwiękowe, a na drugim odbiornik analizujący ich zmiany.
Tkanina, która słyszy ciało
Kiedy włókno ulega zgięciu lub naprężeniu, np. w wyniku poruszenia ramienia lub wdechu, długość drogi fali akustycznej się zmienia, co powoduje spadek jej energii. System wykrywa takie zmiany niemal natychmiast. Dzięki temu, że każde włókno działa na innej częstotliwości, cały mechanizm jest niezwykle energooszczędny i nie wymaga skomplikowanego przetwarzania danych.
Inteligentna odzież, realne zastosowania
Prototypy już teraz pokazują, że technologia SonoTextiles może znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak:
- Opieka zdrowotna: koszulka rejestrująca oddech może pomóc w monitorowaniu stanu pacjentów z astmą, wysyłając sygnał ostrzegawczy przy niepokojących zmianach.
- Sport: analiza ruchów ciała w czasie rzeczywistym pozwoli sportowcom poprawić technikę i unikać kontuzji.
- Terapia i asystencja: odzież może kontrolować postawę, pomagając w rehabilitacji lub zapobiegając odleżynom u osób leżących lub poruszających się na wózkach.
- Tłumaczenie języka migowego: rękawice z wbudowanymi włóknami mogłyby przekształcać gesty w tekst lub mowę niemal natychmiast.
- Rzeczywistość wirtualna i rozszerzona: bardziej naturalna interakcja z cyfrowym światem poprzez subtelne gesty i ruchy.
Jedną z największych zalet SonoTextiles jest fakt, że nie wymagają one klasycznej elektroniki, co znacząco obniża zużycie energii i upraszcza konstrukcję. Fale ultradźwiękowe o częstotliwości około 100 kHz (niesłyszalne dla ludzkiego ucha) okazują się wystarczające, by z wysoką precyzją monitorować ruch i kontakt z tkaniną.
Jednak mimo udanych testów w warunkach laboratoryjnych, badacze zauważają, że cienkie włókna szklane mogą nie być wystarczająco odporne na codzienne użytkowanie. Rozwiązaniem może być zastąpienie ich włóknami metalowymi, równie skutecznymi w transmisji dźwięku, a przy tym trwalszymi.
Zespół z ETH Zurich planuje teraz udoskonalenie technologii, poprawę integracji z elektroniką, zwiększenie trwałości i odporności na pranie. Jego celem jest stworzenie materiałów, które będą równie łatwe w użytkowaniu, co zwykła odzież, a jednocześnie niezwykle funkcjonalne.
