|
Новое поколение умной одежды
|
|
|
|
Представьте, что вы отвечаете на телефонный звонок или пользуетесь Интернетом, просто проводя рукой по рубашке. Благодаря новаторским разработкам в области умного текстиля эта футуристическая технология громкой связи стала ближе к реальности. Международная команда ученых создала новый тип ткани, который обеспечивает взаимодействие без помощи рук и бесперебойную работу даже во влажной среде и под водой.
|
|
|
|
Это новшество, подробно описанное в недавнем эмпирическом исследовании, опубликованном в журнале Communications Engineering, может стать значительным прорывом в области интерактивного текстиля, прокладывая путь к достижениям в области виртуальной реальности (VR), защитного снаряжения и повседневной носимой электроники.
|
|
|
|
“Наш дизайн может революционизировать электронный текстиль как для специализированной, так и для повседневной одежды”, - сказал в пресс-релизе ведущий исследователь доктор Пасинду Лугода из Ноттингемского Трентского университета. “Тактильные датчики на текстиле различаются по своей полезности, поскольку при трении или задевании поверхностей происходит случайное срабатывание. Бесконтактное взаимодействие снижает износ”.
|
|
|
|
“Важно отметить, что наша технология предназначена для повседневного использования. Ее можно стирать в машине, она долговечна и не влияет на драпировку или общую эстетическую привлекательность ткани”.
|
|
|
|
|
|
|
Электронный текстиль уже давно рассматривается как новый рубеж в области носимых технологий, позволяющий интегрировать датчики и электронные компоненты в ткани для создания умной одежды, способной отслеживать показатели здоровья, облегчать взаимодействие человека и машины и даже служить в качестве пользовательского интерфейса.
|
|
|
|
В 2023 году Управление перспективных исследовательских проектов разведки США (IARPA) даже запустило программу под названием “SMART ePANTS”, направленную на разработку шпионской одежды “со встроенными системами аудио-, видео- и геолокационных датчиков”.
|
|
|
|
Однако разработка “активного умного текстиля” столкнулась с трудностями, особенно в плане долговечности, эксплуатационных характеристик во влажных условиях и риска случайного срабатывания при непреднамеренном контакте.
|
|
|
|
Это новейшее исследование, проведенное международной группой ученых из Ноттингемского Трент-университета, Дрезденского центра Гельмгольца-Россендорфа и Свободного университета Бозен-Больцано, представляет собой новую интеграцию “магниторезистивных датчиков с переплетом” — гибких волокнистых датчиков, которые легко встраиваются в текстиль.
|
|
|
|
Исследователи говорят, что эта новая технология позволяет взаимодействовать без помощи рук, в отличие от традиционных электронных устройств, которые требуют прямого физического контакта для ввода данных.
|
|
|
|
Ключевым новшеством является использование гибких гигантских магниторезистивных датчиков (GMR), которые обнаруживают магнитные поля с поразительной точностью — до 380 нанотесл.
|
|
|
|
Эти датчики, вплетенные в обычную ткань с использованием специальной технологии переплетения, обеспечивают бесконтактное взаимодействие, реагируя на изменения в близлежащем магнитном поле.
|
|
|
|
Пользователи могут активировать функции, поднеся к ткани намагниченный предмет, такой как кольцо или браслет. Магниторезистивные датчики реагируют на плотность магнитного потока, обеспечивая интуитивно понятное управление с помощью жестов без помощи рук.
|
|
|
|
В отличие от емкостных датчиков, которые могут быть непреднамеренно активированы из-за влажности или близости к другим объектам, исследователи сообщили, что их датчики GMR обладают превосходной избирательностью и надежностью.
|
|
|
|
Одним из наиболее значительных достижений этого исследования является долговечность текстиля. В предыдущих версиях интеллектуальные ткани испытывали трудности с механическим износом, особенно в реальных условиях, где стирка, сгибание и растяжение являются обычным делом.
|
|
|
|
Тем не менее, магниторезистивные датчики, использованные в этом исследовании, показали, что они выдерживают машинную стирку без ущерба для своих характеристик. Более того, ткани сохраняют полную функциональность во влажных условиях и даже под водой, что делает их пригодными для использования в различных средах, где традиционные датчики выходят из строя.
|
|
|
|
Это делает технологию особенно перспективной для таких применений, как одежда для фитнеса, снаряжение для подводных видов спорта и даже профессиональная одежда для занятий с высоким риском, где физический контакт может быть ограничен.
|
|
|
|
Исследовательская группа разработала два практических приложения, чтобы продемонстрировать свои инновационные возможности. Первый - это умная повязка для навигации в виртуальной реальности (VR).
|
|
|
|
Магниторезистивные датчики в виде переплетений были встроены в трикотажный рукав, что позволило пользователям перемещаться в виртуальной среде простыми движениями рук. Небольшой магнит, встроенный в перчатку, позволял пользователю взаимодействовать с виртуальным пространством без помощи рук, перемещая руку вблизи различных зон датчиков на рукаве.
|
|
|
|
Вторым приложением стал ремешок для защитного шлема с функцией самоконтроля. Исследователи внедрили технологию в ремешок для шлема, который может автоматически определять, надежно ли закреплен шлем. Эта функция может существенно повлиять на безопасность на рабочем месте, где защита головы является обязательной.
|
|
|
|
Этот прорыв может иметь широкие последствия для многих отраслей, от игр и спорта до здравоохранения и промышленной безопасности. Возможность создавать текстильные изделия, которые облегчают бесконтактное взаимодействие на основе жестов, может повысить доступность и удобство ранее неизведанными способами.
|
|
|
|
Кроме того, энергоэффективность магниторезистивных датчиков означает, что такие предметы одежды могут питаться от источников с низким энергопотреблением, что делает их пригодными для длительного использования без необходимости частой зарядки или замены батареек.
|
|
|
|
Следующими шагами исследователей станут усовершенствование технологии для крупномасштабного производства и изучение дополнительных областей применения в таких областях, как мониторинг состояния здоровья и вспомогательные технологии.
|
|
|
|
В конечном счете, при постоянном развитии потенциал интеллектуального текстиля для революционного изменения взаимодействия человека и компьютера огромен.
|
|
|
|
“Благодаря интеграции этой технологии в повседневную одежду, - пояснил соавтор исследования и профессор HZDR доктор Денис Макаров, - люди смогут взаимодействовать с компьютерами, смартфонами, часами и другими интеллектуальными устройствами, превращая свою одежду в удобный интерфейс между человеком и компьютером”.
|
|
|
|
Источник
|
