Tin Tức

Kĩ sư MIT phát triển loại thiết kế sợi loại mới với các đặc tính kĩ thuật số.

2021.05.15 Danh mục : Nhựa

Mới đây, các nhà nghiên cứu và kĩ sư của MIT đã tạo ra những loại sợi polymer mang các đặc tính kĩ thuật số, có thể cảm nhân, lưu trữ, phân tích và tổng hợp dữ liệu hoạt động khi được may vào áo sơ mi.

Yoel Fink, giáo sự tại khoa khoa học vật liệu, cơ khí và kĩ thuật điện tử, chủ tịch nghiên cứu viên tại Phòng Thí Nghiệm Nghiên cứu Điện tử, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu cho biết sợi kỹ thuật  cho phép mở rộng khả năng với các loại vải để khám phá các bối cảnh và mô hình hoạt động của cơ thể con người, ứng dụng cho theo dõi hoạt động thể chất, suy luận y tế và phát hiện bệnh sớm.

Fink và các cộng sư của ông đã giới thiệu các đặc tính của loại sợi tổng hợp kĩ thuật số này trong bài báo trên tạp chí Nature Communication. Đây là một nghiên cứu và thiết kế mang tính đột phá so với các loại sợi điện tử hiện nay, mang tín hiệu analog thay vì các tín hiệu kĩ thuật số với các bit thông tin rời rác và được mã hóa xử lý với mã nhị phân.

Loại sợi tổng hợp mới này được thiết kế bằng cách đặt hàng trăm các vi chip kĩ thuật số có dạng hình vuông từ silicon và trong khuôn đúc và sử dụng để tạo ra các sợi polymer. Bằng cách kiểm soát chính xác dòng polymer, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra sợi tổng hợp với các kết nối điện tử liên tục giữa các vi chip với khoảng cahcs giữa chúng có thể lên tới 10 mét. Loại sợi tổng hợp này mỏng và linh hoạt, có thể dễ dàng luồn qua kim khâu để dệt thành vải và có thể giặt tới 10 lần mà không sợ bị hỏng.

Fink cho biết:”Công trình này là một quá trình hiện thực hóa đầu tiên một loại vật liệu vải có khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu kĩ thuật số, bổ sung một chiều nội dung thông tin mới cho các đơn vị dệt và cho phép các loại vải được lập trình xử lý theo đúng nghĩa đen”.

Loại sợi tổng hợp này cũng có thể được ứng dụng trong nghiên cứu trí tuệ nhân tạo với cách hình thành mạng lưới neuron với 1650 điểm kết nối. Sau khi được dệt và may vào phần nách áo, các nhà khoa học có thể sử dụng chúng để thu thập dữ liệu nhiệt độ bề mặt trong vòng 270 phút từ người mặc áo và phân tích dữ liệu tương quan với các hoạt động vật liệu khác nhau. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo, các loại sợi kĩ thuật số có thể thu và phản hồi dữ liệu chính xác lên tới 96% hoạt động mà người đang mặc nó tham gia.

Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, có thể cải thiện khả năng của loại sợi này bằng cách bổ sung các yếu tố về trí tuệ nhân tạo vào trong. Gabriel Loke, một nghiên cứu sinh tại MIT và là một trong những tác giả chính của bài báo cho biết loại vải dệt từ sợi tổng hợp kĩ thuật số có thể giúp những nhà nghiên cứu và lập trình viên thu thập nhiều dữ liệu trên toàn bộ cơ thể theo thời gian.

Với khả năng thu thập dữ liệu này, một ngày nào đó, các sợi tổng hợp dệt may sẽ có khả năng cảm nhận và cảnh báo mọi người theo thời gian thực về những thay đổi sức khỏe như suy giảm hô hấp, nhịp tim không đều hoặc cung cấp dữ liệu nghiên cứu về các vận động viên trong quá trình luyện tập.

Loại sợi tổng hợp kĩ thuật số này hiện đang được điều khiển bởi một thiết bị nhỏ bên ngoài, do đó bước tiếp theo sẽ là thiết kế một con chip mới có bộ vi điều khiển tích hợp sẵn.