Inteligentne ubrania wchodzą właśnie na nowy poziom. Rękaw z ekranem dotykowym obsługuje kalkulator, Bluetooth i wyświetla filmy.
Naukowcy z Singapuru zamienili rękaw ubrania w działający ekran dotykowy. Można na nim uruchomić kalkulator, obejrzeć film i sterować funkcjami przez dotknięcie tkaniny. Zamiast doszywać gotowy wyświetlacz, badacze wprowadzili po prostu elektronikę do samych włókien. Prototyp pozostaje elastyczny, przepuszcza powietrze i przetrwał 50 prań w pralce. To jednak eksperymentalne rozwiązanie, a nie ubranie, które możesz już kupić w sklepie.
Ekran z nici zamiast szkła. Tak wygląda niezwykły rękaw
Zespół National University of Singapore opracował elektroniczne włókna, które jednocześnie wyświetlają obraz i rozpoznają dotyk. W przedramię rękawa wpleciono 54 takie włókna, z których każde zawiera 96 diod LED. W efekcie powstał ekran o rozdzielczości 96 na 54 piksele i wymiarach 16,8 na 10,5 cm.
Co ciekawe, na rękawie można przeglądać zdjęcia, korzystać z kalkulatora i odtwarzać wideo z płynnością 30 klatek na sekundę. System rozpoznaje kilka jednoczesnych dotknięć, reaguje na polecenia głosowe i odbiera dane przez Bluetooth. Do odtwarzania dźwięku służą dodatkowe elementy umieszczone we włóknach. Poszczególne punkty świecące i warstwy wykrywające nacisk znajdują się w strukturze elastycznej nici. Szczegóły konstrukcji opisano w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature.
Najtrudniejszym zadaniem dla naukowców było połączenie tysięcy miniaturowych elementów elektronicznych w postaci nadającej się do szycia. Użyli oni lasera, aby odsłaniać wybrane miejsca na cienkich, izolowanych przewodach. Następnie precyzyjnie kierowali tam stopione lutowie, łącząc chipy bez zalewania całej konstrukcji.
W ten sposób wykonali ponad 20 tys. połączeń elektrycznych dla przeszło 5 tys. układów. Później zastosowali metodę termicznego wyciągania włókien. Pod wpływem ciepła powstała wielowarstwowa nić o grubości około 1 mm i długości 10 m. Osobna warstwa pod diodami reaguje na nacisk, dzięki czemu urządzenie ustala miejsce dotknięcia.
Każde z 54 włókien ma niezależny kanał sterowania. jeżeli jedno ulegnie uszkodzeniu, to pozostałe mogą i tak przez cały czas działać. Tkanina w codziennym użytkowaniu przecież stale się zgina i napręża, czego nie doświadcza ekran zamknięty pod sztywnym szkłem.
Badacze sprawdzili odporność prototypu podczas 50 prań z detergentem w zwykłej pralce oraz 1000 zgięć wokół elementu o promieniu 5 mm. Po próbach jasność świecenia i reakcja na dotyk zmieniły się nieznacznie. Zespół podaje też, iż przewiewność ekranu jest porównywalna z bawełną, poliestrem czy dżinsem.
Na naszym portalu pisaliśmy już o tkaninach wykorzystujących fale dźwiękowe do mierzenia ruchu, oddechu i nacisku. Singapurskie rozwiązanie ma jednak dodatkowo pokazywać informacje i pozwalać nimi sterować bez osobnego panelu. To inny, ale równie interesujący kierunek, jak eksperymentalny wyświetlacz, którego powierzchnia zmienia kształt pod palcami. Tam dotykowy interfejs powstał z poruszających się elementów. Tutaj funkcję ekranu przejęła sama tkanina.
Bluza mogłaby pokazać wyniki pomiarów
Oprócz pikseli zespół umieścił we włóknach mikrofon, głośnik i czujniki temperatury, ruchu, oświetlenia oraz orientacji. Dzięki temu rękaw potrafi działać jak kompas, regulować jasność obrazu i wyświetlać temperaturę ciała mierzoną pod ramieniem.
Badacze wskazują na zastosowania w monitorowaniu zdrowia, choć na obecnym etapie pokazali przede wszystkim działanie interfejsu. W przyszłości ubranie mogłoby prezentować dane z czujników bez sięgania po telefon lub zegarek. Można też wyobrazić sobie odzież roboczą przekazującą krótkie komunikaty bez zajmowania rąk.
Do sklepowej premiery jeszcze oczywiście długa droga. Rozdzielczość jest niewielka, a autorzy dopiero pracują nad cieńszymi włóknami, większymi ekranami i połączeniem układu ze sztuczną inteligencją działającą lokalnie. Nie przedstawiono jeszcze ceny, sposobu masowej produkcji ani pełnych danych o wieloletniej trwałości. Prototyp dowodzi jednak, iż ekran nie musi być oddzielnym urządzeniem. Może stać się częścią ubrania.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: nus.edu.sg
