Программируемое волокно интегрирует питание, передачу данных и мониторинг здоровья для военной формы

Разработано программируемое волокно, способное передавать данные с военной формы. Волокно может генерировать энергию, предоставлять жизненно важную информацию о физиологии носящего и воздействиях окружающей среды, передавать их местоположение команде и оповещать о травме. В конечном счете форма с этой технологией может питать сенсоры, хранить и анализировать собранные данные и передавать их во внешние источники.

Исследователи разместили сотни квадратных кремниевых микромасштабных цифровых чипов в преформе, создавав полимерное волокно. Тщательно контролируя поток полимера, они создали волокно с непрерывным электрическим соединением между чипами на длине десятков метров.

До сих пор электронные волокна были аналоговыми, передающими непрерывный электрический сигнал, а не цифровыми, где дискретные биты информации можно кодировать и обрабатывать в 0 и 1.

Само волокно тонкое и гибкое, может проходить через иглу, шьется в ткани и выдерживает не менее 10 стирок без разрушения. Цифровое волокно может раскрыть контекст скрытых паттернов в теле человека для мониторинга физической производительности, медицинских выводов и раннего обнаружения заболеваний.

Цифровое волокно также может хранить много информации в памяти. Исследователям удалось записать, хранить и прочитать информацию на волокне, включая 767-килобитный полноцветный короткий фильм и музыкальный файл 0,48 мегабайта. Файлы могут храниться два месяца без питания.

Волокно также включает в свою память нейронную сеть из 1650 связей. После шитья его вокруг подмышки рубашки исследователи использовали волокно для сбора 270 минут данных о температуре поверхности тела человека, носящего рубашку, и проанализировали, как эти данные соответствуют различным физическим активностям. Обученные на этих данных, волокно смогло определить с точностью 96% активность, в которой участвовал человек.

Волокна могут чувствовать и оповещать солдат в реальном времени об изменениях здоровья, таких как респираторный спад или аритмия, или передавать данные об активации мышц или частоте сердечных сокращений во время учений. Они также могут предоставлять данные о токсинах, которым подвергаются солдаты, длительности воздействия и мониторить любые эффекты этих токсинов на их физиологию.

Волокно управляется небольшим внешним устройством, поэтому следующий шаг — спроектировать новый чип как микроконтроллер, который можно подключить внутри самого волокна.