صفحه اصلی > اخبار > محتوای
کامپیوتر در لباس شما؟ یک نقطه عطف برای الکترونیک پوشیدنی
Aug 22, 2018

محققانی که در حال کار بر روی تولید الکترونیک پوشیدنی هستند، به یک نقطه عطف رسیدند: آنها می توانند مدارهای را به پارچه با دقت 0.1 میلیمتری بپوشند - اندازه کامل برای ادغام قطعات الکترونیکی مانند سنسورها و دستگاه های حافظه کامپیوتر به لباس.

با این پیشرفت، محققان دانشگاه ایالتی اوهایو گام بعدی را برای طراحی پارچه های کارکردی که برای جمع آوری، ذخیره و یا انتقال اطلاعات دیجیتال هستند، برداشته اند. با توسعه بیشتر، این فناوری می تواند منجر به پیراهن هایی شود که برای تلفن های هوشمند یا رایانه های لوحی خود به عنوان آنتن عمل می کنند، لباس های تمرینی که سطح تناسب اندام خود را کنترل می کنند، تجهیزات ورزشی که عملکرد ورزشکاران را کنترل می کند، یک باند است که به پزشک خود می گوید که بافت زیر آن التهاب و یا حتی کلاه پارچه انعطاف پذیر است که فعالیت در مغز را حس می کند.

آخرین مورد این است که جان واولیکیس، مدیر آزمایشگاه ElectroScience در ایالت اوهایو و آشیینا کیورتی، محقق تحقیقاتی است. ایده این است که ایمپلنتهای مغز را بسازیم که در حال توسعه هستند تا شرایط را از صرع به اعتیاد درمان کنند، راحت تر از بین بردن نیاز به سیم کشی خارجی در بدن بیمار.

ولاکیس گفت که انقلاب در صنایع نساجی اتفاق می افتد و همچنین پروفسور مهندسی برق در ایالت اوهایو استادیار Roy & Lois Chope است. "ما معتقدیم که پارچه های کاربردی یک فناوری توانمند برای ارتباطات و سنجش است و حتی یک روز حتی برنامه های پزشکی مانند تصویربرداری و نظارت بر سلامت".

اخیرا او و Kiourti روش ساختگی خود را برای ساخت نمونه های اولیه پوشیدنی با کمترین هزینه و در نیمی از زمان که فقط دو سال پیش می توانستند تولید کنند، اصلاح کردند. با اخطار اختراع جدید، نتایج جدیدی را در مجله IEEE Antennas و Letters of Propagation Wireless منتشر کرد.

در آزمایشگاه Volakis، پارچه های کاربردی، که همچنین "پارچه های الکترونیکی" نامیده می شوند، در بخشی از یک ماشین دوختنی معمولی ایجاد می شوند - نوعی که صنعتگران صنعت و صنایع دستی ممکن است در خانه داشته باشند. همانند دیگر ماشین های دوخت های مدرن، این پارچه به طور خودکار بر اساس یک الگوی بارگذاری شده از طریق یک فایل کامپیوتری پارچه را به پارچه متصل می کند. محققان موضوع را با سیمهای نقره ای نقره ای جایگزین می کنند که زمانی که دوختند، همانند موضوع سنتی به لمس احساس می کردند.

"ما با یک تکنولوژی که گلدوزی بسیار شناخته شده است آغاز کردیم و از ما پرسیدیم که چگونه می توانیم شکلات های دوزی شده را عملی کنیم؟ چگونه می توانیم سیگنال های آنها را در فرکانس های مفید، مانند تلفن های همراه یا سنسورهای بهداشتی انتقال دهیم؟ »ولاکیس گفت. "اکنون، برای اولین بار، ما دقت مدار چاپی فلزی را به دست آورده ایم، بنابراین هدف جدید ما این است که از دقت استفاده کنیم تا گیرنده ها و سایر قطعات الکترونیکی را به هم متصل کنیم."

شکل از گلدوزی فرکانس عمل آنتن یا مدار تعیین می کند، Kiourti توضیح داده شده است.

شکل یک آنتن باند پهن، به عنوان مثال، شامل بیش از نیمی از دوازده شکل هندسی متصل است، هر یک کمی بزرگتر از یک ناخن، که دایره پیچیده چند اینچ را تشکیل می دهند. هر قطعه از دایره، انرژی را در یک فرکانس دیگر انتقال می دهد، به طوری که در هنگام کار با یکدیگر طیف وسیعی از انرژی ها را پوشش می دهد، از این رو قابلیت "باند پهن" آنتن برای تلفن همراه و دسترسی به اینترنت.

او گفت: "شکل عملکرد تعیین می کند." "و شما واقعا هرگز نمی دانید که چه شکل از یک برنامه به بعد نیاز دارد. بنابراین ما می خواستیم فناوری ای داشته باشیم که بتواند هر شکلی را برای هر برنامه ای بسازد. "

Kiourti اضافه کرد که هدف اولیه پژوهشگران فقط افزایش دقیق گلدوزی بود که نیاز به کار با سیم نقره ای خوب داشت. اما این یک مشکل ایجاد کرد، در آن سیم های خوب نمی تواند هدایت سطح به اندازه سیم های ضخیم را فراهم کند. بنابراین آنها مجبور بودند راهی پیدا کنند که موضوع را به تراکم و شکلات گلدوزی بسپارد که باعث هدایت سطح و به این ترتیب عملکرد آنتن / سنسور شود.

پیش از این، محققان از پلیمر با پوشش نقره ای با قطر 0.5 میلی متر استفاده کرده بودند، هر موضوعی از 600 حتی رشته های نازک تر هم به هم خورده بود. موضوعات جدید دارای قطر 0.1 میلیمتر ساخته شده با تنها هفت فیبر هستند. هر رشته مس در مرکز است، با نقره ای خالص.

آنها سیم را با قراضه به قیمت 3 سنت در هر پا خریداری می کنند؛ Kiourti تخمین زده است که با استفاده از یک آنتن باند پهن همانند آنچه که در بالا ذکر شد، حدود 10 فوت نخ را برای هزینه 30 سانت در هر آنتن هزینه می کند. این 24 برابر ارزان تر از زمانیکه Volakis و Kiourti آنتن های مشابه را در سال 2014 ایجاد کردند.

بخشی از آن، صرفه جویی در هزینه از استفاده از موضوع کمتر در هر گلدوزی می شود. محققان قبلا باید موضوع ضخیم تر را در دو لایه، یکی در بالای دیگر قرار داده بودند تا آنتن سیگنال الکتریکی به اندازه کافی قوی داشته باشد. اما با پالایش تکنیک که او و ولاکیس توسعه دادند، Kiourti قادر به ایجاد آنتن های جدید و با دقت بالا در تنها یک لایه دوزی از موضوع نازک بود. بنابراین اکنون روند نیمی از زمان انجام می شود: فقط حدود 15 دقیقه برای آنتن باند پهن که در بالا ذکر شد.

او همچنین برخی از تکنیک های مشترک برای تولید میکرو الکترونیک را برای اضافه کردن قطعات به آنتن ها و مدارهای دوزی شده گنجانده است.

یک آنتن نمونه اولیه به نظر می رسد مانند یک مارپیچ و می تواند به لباس به منظور بهبود سیگنال دریافت تلفن همراه دوخته شده است. یک نمونه دیگر، یک آنتن کششی با یک تراشه RFID (شناسایی فرکانس رادیویی) یکپارچه در لاستیک، کاربردهای فناوری را فراتر از لباس می گیرد. (این موضوع اخیر بخشی از یک مطالعه انجام شده برای تولید کننده لاستیک بود.)

با این حال، یک مدار دیگر شبیه لوگو دولتی اوهایو بلوک "O" است، با یک موضوع غیر آلی قرمز و خاکستری دوخته شده در میان سیمهای نقره ای "نشان می دهد که پارچه های الکترونیکی می توانند هر دو تزئینی و کاربردی باشند."

آنها ممکن است تزئینی باشند، اما آنتن ها و مدارهای دوزی در واقع کار می کنند. آزمایش ها نشان داد که آنتن مارپیچی دوزی حدود سی شانزده سی سی در فرکانس های 1 تا 5 گیگاهرتز با کارایی نزدیک به کامل را اندازه می گیرد. عملکرد نشان می دهد که مارپیچ مناسب برای اینترنت پهن باند و ارتباطات سلولی است.

به عبارت دیگر، پیراهن پشتی شما می تواند باعث افزایش دریافت تلفن هوشمند یا رایانه لوحی شما شود - یا سیگنال هایی را به دستگاه های خود ارسال کنید که اطلاعات سلامتی و عملکرد ورزشی را به آنها انتقال دهید.

این کار به خوبی با نقش دولت ایالتی اوهایو به عنوان یک شریک بنیاد موسسه پیشرفته پارچه Fabric America موسوم به مرکز تولید منابع ملی برای صنعت و دولت متناسب است. این مؤسسه جدید، که در حدود 50 دانشگاه و شرکای صنعتی به آن ملحق می شود، در اوایل ماه جاری توسط وزیر دفاع ایالات متحده، اشتون کارتر، اعلام شد.

مواد پیشرفته Syscom در کلمبوس موضوعاتی که در کار اولیه Volakis و Kiourti مورد استفاده قرار می گیرد. موضوعاتی که در این مطالعه مورد استفاده قرار می گیرند از سازنده سوئیس Electrisola خریداری شده است. این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم تامین می شود و دولت اوهایو این فناوری را برای توسعه بیشتر مجوز می دهد.

تا همین امروز، ولاکیس یک لیست خرید برای مرحله بعدی پروژه ایجاد می کند.

او گفت: "ما دو ماشین بزرگتر می خواهیم."

مقاله اصلی از iconnect007 می آید