07.06.2021

Ingenieure am MIT haben kürzlich bekannt gegeben, dass sie erfolgreich eine programmierbare Faser entwickelt haben. Diese Innovation kann laut ihren Entwicklern verwendet werden, um Speicher, Temperatursensoren zu speichern und in ein trainiertes neuronales Netzwerk integriert zu werden, um einige noch nie dagewesenebekannte Informationen über den menschlichen Körper.

Vorgestellt in

, glaubt, dass digitale Fasern, wie sie in dieser Studie entwickelt wurden, dazu beitragen könnten, die

Möglichkeiten für Stoffe, "den Kontext verborgener Muster im menschlichen Körper aufzudecken, die für die Überwachung der körperlichen Leistungsfähigkeit, medizinische Schlussfolgerungen und die Früherkennung von Krankheiten verwendet werden könnten."Anwendungen der Technologie könnten sogar auf andere Bereiche unseres Lebens ausgedehnt werden, wie zum Beispiel die Aufbewahrung von Hochzeitsmusik im Brautkleid.Diese Studie ist wichtig, da die meisten elektronischen Fasern bisher analog waren. Das bedeutet, dass sie ein kontinuierliches elektronisches Signal und kein rein digitales übertragen.Quelle: MIT/Nature Communications„Diese Arbeit präsentiert die erste Realisierung eines Stoffes mit der Fähigkeit, Daten digital zu speichern und zu verarbeiten, wodurch Textilien eine neue Dimension des Informationsgehalts hinzugefügt und Stoffe buchstäblich programmiert werden können“, erklärte Fink.Die Fasern bestehen aus Ketten von Hunderten von winzigen SiliziumchipsDie Fasern wurden hergestellt, indem Hunderte von mikroskaligen digitalen Siliziumchips zu einer Vorform verkettet wurden, um eine herzustellen.neue "intelligente" Polymerfaser

. Durch die Verwendung von Präzisionskontrolle konnten die Autoren der Studie Fasern mit einer durchgehenden elektrischen Verbindung zwischen jedem Chip von mehreren zehn Metern herstellen.

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Diese Fasern sind dünn und flexibel und können sogar durch ein Nadelöhr geführt werden. Dies würde bedeuten, dass sie nahtlos Wortspiel beabsichtigt in bestehende Stoffe eingewebt werden könnten und sogar mindestens zehn Mal gewaschen werden können, ohne sich zu verschlechtern.Dies würde bedeuten, dass diese tragbare Technologie auf bestehende Kleidung nachgerüstet werden könnte und Sie nicht einmal wissen, dass sie da ist. Eine solche Innovation ist interessant, aber sie könnte Türen für Anwendungen öffnen, von denen nur träumte.

Zum Beispiel könnten einzelne Fasern problemlos von einem Ende zum anderen kontrolliert werden.

„Sie können sich unsere Glasfaser als Korridor vorstellen, und die Elemente sind wie Räume, und sie haben jeweils ihre eigenen eindeutigen digitalen Raumnummern“, erklärt einer der Autoren der Studie, MIT-Doktorand Gabriel Lokespeziell entwickeltes digitales Adressierungsverfahren, jede einzelne Faser kann eingeschaltet werden, ohne die anderen zu beeinflussen oder zu aktivieren.

WerbungDie Glasfaser hat auch eine ziemlich anständige Speicherkapazität – alles in allem. Während der Forschung wurde festgestellt, dass es möglich ist, 767-Kilobit-Vollfarb-Kurzfilmdateien und eine 0,48-Megabyte-Musikdatei zu schreiben, zu speichern und abzurufenDie Dateien können zwei Monate ohne Strom gespeichert werden.Quelle:

MIT/Nature Communications

Die Fasern wurden auch mit einem eigenen neuronalen Netz ausgestattet

Die Fasern integrieren auch ein neuronales Netz mit Tausenden von Verbindungen. Dies wurde verwendet, um

Überwachen und analysieren Sie die Oberflächenkörpertemperatur

einer Testperson nach dem Einweben in die Achselhöhle des Hemdes.

Durch das Training des neuronalen Netzes mit 270-minütigen Daten konnte das Team die Aktivität des Trägers des Hemdes von Minute zu Minute mit 96%iger Genauigkeit vorhersagen.

„Diese Art von Stoff könnte Quantität und Qualität von Open-Source-Daten liefern, um neue Körpermuster zu extrahieren, von denen wir vorher nichts wussten“, fügte Loke hinzu.

WerbungMit ihren analytischen Fähigkeiten könnten solche Fasern möglicherweise Echtzeitwarnungen über die Gesundheit einer Person wie Atem- oder Herzprobleme liefern. Sie könnten sogar verwendet werden, um Muskelaktivierungssignale oder Herzfrequenzdaten für Sportler zu liefern.

Die Fasern werden auch mit einem kleinen externen Gerät gesteuert, dem in Zukunft Mikrocontroller hinzugefügt werden könnten.

"Wenn wir das können, können wir es einen Glasfasercomputer nennen", sagt Loke.Diese Forschung wurde vom US Army Institute of Soldier Nanotechnologies, der National Science Foundation, dem US Army Research Office, dem MIT Sea Grant und der Defense Threat Reduction Agency unterstützt.Es wurde auch möglich gemacht dank

enge Zusammenarbeit mit der Textilabteilung von RISD unter der Leitung von Missakian. Gitelson-Kahn hat die digitalen Fasern in einen gestrickten Kleidungsstückärmel eingearbeitet und damit den Weg zur Herstellung des ersten digitalen Kleidungsstücks geebnet.

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Sie können die Originalstudie unter einsehen

Naturkommunikation.

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