مهندسان یک نخ قابل برنامه ریزی حاوی حافظه و شبکه عصبی ایجاد کردند

پژوهشگران MIT نخستین نخ هوشمند با قابلیت‌های دیجیتالی را ایجاد کردند. این نخ پس از بکار رفتن در لباس می‌تواند حس کند، داده‌ها را تجزیه و تحلیل و ذخیره کند. با این فناوری می‌توان الگوهای پنهان در بدن انسان را کشف و بر عملکرد فیزیکی نظارت کرد. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

کاربرد نخ‌های الکترونیکی دیجیتال

Yoel Fink، استاد علم مواد و مهندسی برق و نویسنده ارشد این مطالعه، معتقد است نخ‌های دیجیتال این امکان را برای پارچه‌ها فراهم می‌کند تا الگوهای پنهان در بدن انسان را کشف کنند. همچنین می‌تواند برای نظارت بر عملکرد فیزیکی و تشخیص زود هنگام بیماری استفاده شود.

تاکنون نخ‌های الکترونیکی، آنالوگ و حامل یک سیگنال الکتریکی پیوسته بوده‌اند درصورتی که این نخ دیجیتال قادر است بیت‌های گسسته ۰ و ۱ اطلاعات را پردازش کند. Fink می‌گوید: «این پژوهش نخستین پارچه با قابلیت ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها به صورت دیجیتالی را ارائه می‌دهد. این فناوری بعد جدید محتوای اطلاعاتی را به منسوجات می‌دهد و اجازه می‌دهد پارچه‌ها به معنای واقعی کلمه برنامه‌ریزی شوند».

Gabriel Loke دانشجوی دکترای MIT و Tural Khudiyev فوق دکترای MIT نویسندگان اصلی این مقاله هستند.

حافظه و موارد دیگر

این نخ جدید با قرار دادن صدها تراشه دیجیتالی سیلیکونی مربعی و در مقیاس میکرو در یک فرم از پیش ساخته ایجاد شد. با کنترل دقیق جریان، پژوهشگران توانستند نخی با اتصال الکتریکی مداوم بین تراشه‌ها به طول ده‌ها متر ایجاد کنند.

این نخ خود نازک و انعطاف‌پذیر است و از سوزن عبور می‌کند، با آن می‌توان پارچه را بافت و دست کم ۱۰ بار بدون از دست دادن عملکرد، شست. زمانیکه این نخ به لباس تبدیل می‌شود، به هیچ وجه احساسی متفاوت نخواهید داشت.

این پژوهش یک روش برای کنترل عناصر جداگانه درون یک نخ ارائه می‌دهد. گروه یک روش آدرس‌دهی دیجیتال ابداع کردند که به آنها امکان می‌دهد عملکرد یک عنصر را بدون روشن کردن همه عناصر فعال کنند.

این نخ دیجیتال همچنین می‌تواند اطلاعات بسیاری را در حافظه خود ذخیره کند. پژوهشگران توانستند اطلاعات مربوط به نخ را بنویسند، ذخیره کنند و بخوانند، از جمله یک فیلم کوتاه تمام رنگی ۷۶۷ کیلوبیتی و یک فایل موسیقی ۰٫۴۸ مگابایتی. فایل‌ها می‌توانند به مدت دو ماه بدون انرژی ذخیره شوند.

ادغام شده با هوش مصنوعی

این نخ با گنجاندن یک شبکه عصبی با ۱۶۵۰ اتصال در حافظه‌اش، چند قدم به سمت هوش مصنوعی برداشته است. پژوهشگران پس از دوختن آن به زیر بغل پیراهن، از این نخ برای جمع‌آوری ۲۷۰ دقیقه داده دمای سطح بدن از شخصی که پیراهن را پوشیده استفاده کرده و شیوه مطابقت این داده‌ها با فعالیت‌های مختلف بدنی را تجزیه و تحلیل کرده‌اند. نخ آموزش دیده با استفاده از این داده‌ها، با دقت ۹۶ درصدی قادر به تعیین فعالیت شخصی بود که آن را پوشیده است.

با افزودن یک عنصر هوش مصنوعی به این نخ، امکانات و کاربردهای آن بیشتر می‌شود. پارچه‌های دارای اجزای دیجیتالی می‌توانند به مرور زمان اطلاعات بسیاری را از بدن جمع کنند و این داده‌ها برای الگوریتم‌های یادگیری ماشین بسیار مناسب هستند.

با این قدرت تحلیلی، نخ‌ها می‌توانند روزی افراد را در لحظه نسبت به تغییرات سلامتی مانند کاهش تنفس یا ضربان قلب نامنظم آگاه کرده و یا داده‌های فعال‌سازی عضله یا ضربان قلب را حین تمرین به ورزشکاران تحویل دهند.

این نخ توسط یک دستگاه کوچک خارجی کنترل می‌شود، بنابراین گام بعدی طراحی یک تراشه جدید به عنوان میکروکنترلر است که بتواند درون نخ جای گیرد. پس از آن می‌توان این فناوری را یک نخ رایانه‌ای بنامیم.


بیشتر بخوانیم:

>> بررسی سه پرسش متداول پیرامون پارچه های هوشمند

>> حسگر های الکترونیکی پارچه ای و کاربرد آن در لباس های رباتیک نرم


منبع: MIT

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *