Tecidos programveis
Pesquisadores criaram a primeira fibra com capacidade de operao digital, capaz de sentir, armazenar, analisar e inferir sua prpria atividade, mesmo depois de ela ser costurada em uma roupa.
As fibras digitais expandem em muito as possibilidades dos sensores, viabilizando a fabricao de tecidos capazes de analisar o corpo humano em tempo real, para monitoramento da sade, do desempenho fsico, para a deteco precoce de doenas e at para tratamentos mdicos.
As fibras eletrnicas construdas at agora eram todas analgicas – elas transportam um sinal ptico ou eltrico contnuo. Uma fibra digital permite codificar e processar bits discretos de informao – 0s e 1s – de forma direta, simplificando muito o projeto das chamadas roupas inteligentes.
“Este trabalho representa a primeira realizao de um tecido com a capacidade de armazenar e processar dados digitalmente, adicionando uma nova dimenso de contedo de informao aos txteis e permitindo que os tecidos sejam literalmente programados,” disse o professor Yoel Fink, do MIT.
Fibra digital
A nova fibra foi criada colocando centenas de microeletrodos de silcio em uma pr-forma, que foi ento usada para criar uma fibra de polmero, pelo mesmo processo com que so feitas as fibras pticas.
Controlando com preciso o fluxo do polmero, os pesquisadores conseguiram criar uma fibra com conexo eltrica contnua entre as micropartculas ao longo de dezenas de metros.
A fibra em si fina e flexvel e pode ser passada por uma agulha, costurada em tecidos e lavada pelo menos 10 vezes sem quebrar.
E, mais importante, possvel controlar os elementos individuais dentro da fibra a partir de suas extremidades. “Voc pode pensar em nossa fibra como um corredor, e os elementos so como quartos, e cada um deles tem seus prprios nmeros de quarto digitais exclusivos,” comparou o pesquisador Gabriel Loke.
Uma fibra digital tambm pode armazenar muitas informaes na memria: Os pesquisadores escreveram, armazenaram e leram informaes na fibra, incluindo um filme de curta-metragem colorido de 767 kilobits e um arquivo de msica de 0,48 megabyte – os arquivos ficaram armazenados por at dois meses, sem nenhum consumo de energia.
Cada elemento da fibra digital pode ser endereado individualmente, sem interferir com os outros.
[Imagem: Gabriel Loke et al. – 10.1038/s41467-021-23628-5]
Inteligncia artificial na roupa
E no se trata apenas de armazenamento digital de dados: A fibra digital tambm avana alguns passos em direo inteligncia artificial embutida nas roupas.
Em um dos experimentos, a equipe inseriu em uma fibra uma rede neural de 1.650 conexes. Depois de costur-la ao redor do punho de uma camisa, eles usaram a fibra para coletar 270 minutos de dados da temperatura corporal da superfcie de um dos membros da equipe. Treinada nesses dados, a fibra foi capaz de determinar com 96% de preciso em qual atividade fsica a pessoa que a usava estava envolvida.
Com essa capacidade analtica embutida, as fibras poderiam detectar e alertar as pessoas em tempo real sobre alteraes fisiolgicas, como queda no ritmo respiratrio ou batimento cardaco irregular. Mas a equipe sugere tambm algumas ideias mais ousadas, como um vestido de noiva que armazene a msica do casamento e toque em volta da noiva durante toda a cerimnia.Bibliografia:
Artigo: Digital electronics in fibres enable fabric-based machine-learning inference
Autores: Gabriel Loke, Tural Khudiyev, Brian Wang, Stephanie Fu, Syamantak Payra, Yorai Shaoul, Johnny Fung, Ioannis Chatziveroglou, Pin-Wen Chou, Itamar Chinn, Wei Yan, Anna Gitelson-Kahn, John Joannopoulos, Yoel Fink
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 3317
DOI: 10.1038/s41467-021-23628-5
