شاید شما نیز به تازگی در مورد آینده تاثیر گذار پارچه‌های هوشمند، به عنوان رشته‌ای در حال رشد که جنبه‌هایی از زندگی بشر را بهبود می‌بخشد، شنیده باشید. برای نمونه لباس‌های هوشمند می‌توانند دمای بدن، ضربان قلب و سایر علائم حیاتی را ثبت کنند. سپس با تحلیل این داده‌ها در زمانی که مشکلی برای سلامتی فرد پیش آمد، اخطاری فرستاده می‌شود. در ادامه در این مقاله از مجله فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی به مرور ویژگی‌های پارچه‌ای که توسط پژوهشگران MIT ساخته می‌شود می‌پردازیم.

نخست: پارچه ای با توان محاسباتی به چه معناست؟

گروهی به سرپرستی دکتر Yoel Fink در حال توسعه یک پارچه با ویژگی‌های پیشرفته و قدرت محاسباتی است. MIT News از این استاد و دانشجوی دکتری وی Gabriel Loke در مورد پژوهش ایشان پرس و جو نموده و مقاله‌ای منتشر نموده است. یکی از کاربردهای ممکن استفاده از این پارچه‌ها و قدرت محاسباتی آنان برای موقعیت‌های اضطراری از جمله شیوع بیماری‌های واگیردار بوده است. این مشکل دقیقا همان چیزی است که اینک با کرونا با آن درگیر هستیم.

کاربرد پارچه های هوشمند در همه گیری های بزرگ

شرایط کنونی نیاز به روش‌های جدید برای کنترل سلامت را به صورت بی درنگ به اثبات رسانیده است. در حال حاضر آزمایش‌ها برپایه بروز علائم است. روش‌های کنونی را برای مقابله با شیوع بیماری می‌توان به آینه جلوی ماشین تشبیه کرد. اما به سامانه‌های پیش‌بینی کننده هم نیاز داریم. سامانه‌هایی که به جلو نگاه کنند و علائم را از پیش ببینند.

فرض کنید به روشی دسترسی داشتید که علائم حیاتی را به صورت دائم رصد کند. روشی که این علائم جمعیت‌های بزرگ را به صورت زمانی و مکانی به یکدیگر ربط دهد. در این صورت می‌توانستید نحوه شیوع بیماری را پیش‌بینی کنید.

سامانه ای برای کل بدن

تقریبا هیچ سامانه ساخت دست بشر به اندازه لباس‌های ما در معرض علائم حیاتی بدن ما قرار نمی‌گیرد. اینکه بتوانیم به این لباس‌ها بیاموزیم که از این علائم استفاده کنند بسیار فوق العاده است. این علائم را ببینند، ثبت و ذخیره کنند، تحلیل نمایند، و پس از استخراج اطلاعات لازم در مورد قسمت‌های مختلف آن، با سایر ادوات هوشمند ارتباط برقرار کنند.

چهار مرحله اساسی برای ساخت پارچه هوشمند

چهار مرحله اساسی برای ساخت ابزار هوشمند از این پارچه‌ها طی می‌شود. ابتدا باید توانایی یک نخ مشخص شود. در این مرحله لازم است بهترین ماده برای طراحی این نخ و بهترین مقیاس مشخص شود. مرحله دوم کار مشترک این رشته‌ها به صورت یک پارچه برای ثبت، ذخیره سازی، و تحلیل مقادیر زیادی از داده است که از بدن ما بدست می‌آید. مرحله سوم به کارگیری هوش مصنوعی در این پارچه‌های هوشمند است. در این مرحله معماری هوش مصنوعی تنیده شده در پارچه می‌تواند الگوی جدیدی از داده‌های در دسترس استخراج کند. در نهایت پارچه هوشمند یک بستر کاملا پیچیده برای خدمات ارائه شده در مقیاس جمعیت‌های بزرگ خواهد بود.

دو: قانون مور برای پارچه های هوشمند

در ابتدا با قانون مور گفته می‌شد که قدرت محاسباتی رایانه‌ها هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. در مورد پارچه‌های هوشمند و قانون مور چه می‌توان گفت؟ اگر بخواهیم قانون مور داشته باشیم باید در هر سطح مقطع از پارچه دقیقا دو برابر قبل ماده داشته باشیم. در این صورت دستگاه حاصل قدرت متفاوتی نسبت به قبل خواهد داشت.

کاربردهای پارچه های هوشمند

حوزه پارچه‌های چندکاربردی بسیار جوان است، خصوصا در مقایسه با حوزه لایه‌های نازک برای ابزارهای میکرومقیاس. انچه اینک در مقاله‌ها و پژوهش‌ها دیده می‌شود گسترش کاربردهای پارچه‌هایی از این دست است. در سال‌های اخیر روش‌ ساخت thermal fiber drawing در کارهایی از جمله ردیابی ضربان قلب و ارتباطات اپتیکی به کارگرفته شده است. با قانون مور در مورد پارچه‌های هوشمند می‌توان تصور کرد که در آینده کاربردهای پارچه های هوشمند پیوسته به روز رسانی شوند. تقریبا مشابه به روز شدن نرم‌افزارهای رایانه‌ای.

سوم: چشم انداز نزدیک پارچه های هوشمند

نخستین گام این است که مردم، خصوصا دانش‌آموزان از قابلیت پارچه‌های هوشمند در زمان نزدیک آگاه شوند. در حال حاضر گروهی از دانش‌آموزان MIT در حال توسعه رایانه‌های پارچه‌ای هستند. مشابه تحولات رایانه‌ها، فرصت‌های بسیاری برای شرکت‌های علاقمند به این حوزه وجود دارد. انتظار داریم پارچه‌ها هم وارد دنیای دیجیتال شوند. خصوصا پس از معرفی ورودی و خروجی پارچه‌ای. رایانه‌های جدید از میلیون‌ها گیت منطقی ساخته می‌شوند. پس به کارگیری مدارهای منطقی و گیت‌های منطقی نخستین گام از هزاران گام بعدی در ساخت پارچه‌های هوشمند است.

آینده پارچه های هوشمند

برای تحقق رویای یک پارچه با توان محاسباتی، نخستین گام موثر طراحی معماری موثری است که به پارچه اجازه برقراری ارتباط با ادوات مشابه خود را دهد. در حین مکالمه نباید کیفیت کار پارچه تحت تاثیر قرار گیرد.

برای اینکه پارچه با توانایی‌های یک هوش مصنوعی مجهز شود، آموزش به کمک شبکه‌های موثر نیازمند مقادیر عظیمی داده است. این داده‌ها از بدن ما جمع‌آوری می‌شود. بنابراین این حسگرها باید به مدت طولانی کار کنند. مقاومت آنان به عوامل مختلف باید بالا باشد و عمر طولانی داشته باشند. آنچه در حوزه‌هایی مرتبط انعطاف‌پذیری، قابلیت شست و شو، و نیازهای انرژی حسگرهای پارچه‌ای انجام شده است می‌تواند ما را یک قدم به داده‌گیری فراگیر از بدن انسان نزدیک کند.

بیشتر بخوانید:

برترین بازوبندهای ضربان سنج
برترین ضربان سنج های قفسه سینه
مقایسه دقت ضربان سنجی مچ بندها و بندهای قفسه سینه

منبع: MIT News

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