Компьютер толщиной с волос спрятали в нить: одежда начала выполнять то, что раньше делал процессор

Компьютеры постепенно исчезают с глаз — и, похоже, следующим шагом станет их "переезд" в ткань. Учёные научились превращать обычные нити в вычислительные системы, способные анализировать данные и выдерживать повседневную носку. Новая разработка позволяет встроить полноценный чип прямо в волокно, не лишая его мягкости и гибкости. Об этом сообщает журнал Nature.

Чип, который можно вплести в ткань

Группа исследователей из Фуданьского университета в Китае разработала оптоволоконный чип толщиной меньше человеческого волоса. Внешне такая нить ничем не отличается от обычной текстильной, однако внутри она способна обрабатывать сигналы и выполнять базовые задачи нейросетей, включая распознавание изображений. При этом волокно сохраняет эластичность, может растягиваться, скручиваться и переносить стирку без потери работоспособности.

Разработка приближает одежду к полноценным носимым компьютерам. Такие нити могут стать основой "умных" рубашек и перчаток, где вычисления происходят незаметно для пользователя. Этот подход укладывается в общий тренд миниатюризации электроники и расширения возможностей искусственного интеллекта и креативности.

"Эта работа предлагает новые идеи, которые могут ускорить развитие волоконных устройств в сторону интеллектуальных систем", — отмечают авторы исследования.

Суши-архитектура вместо плоских микросхем

Обычные микрочипы плоские и хрупкие, поэтому плохо подходят для гибких материалов. Неровная поверхность волокна мешает формированию точных схем.

"Это похоже на строительство небоскрёба на мягкой, бугристой грязи с расчётом, что он выдержит деформации", — объяснил исследователь Фуданьского университета Чэнь Пэйнин.

Решение оказалось неожиданным: электронику разместили не на поверхности, а внутри. Учёные создали ультрагладкую плёнку с электронными компонентами, свернули её в плотную спираль и заключили в полимерную оболочку.

Прочность и вычисления в одном волокне

Спиральная структура позволила разместить около 100 тысяч транзисторов на сантиметре нити. В перспективе это даёт миллионы элементов на метр — показатель, сопоставимый с ранними процессорами. Подобные эксперименты с архитектурой микросхем уже меняют подходы к электронике, включая проекты, где внутри чипов создают управляемые волновые эффекты.

Диаметр волокна — около 50 микрометров. Оно выдерживает растяжение, многократные изгибы, нагрев и машинную стирку, сохраняя способность обрабатывать цифровые и аналоговые сигналы.

От одежды до медицины будущего

Технология открывает путь к умным тканям для медицины, виртуальной реальности и реабилитации. Тактильные перчатки на основе таких волокон могут передавать ощущения, оставаясь внешне обычной тканью.

"Тактильные перчатки с волоконными чипами неотличимы от обычной ткани. Они позволяют передавать ощущение разных объектов", — пояснил Чэнь Пэйнин.

Благодаря мягкости и биосовместимости волокна также рассматриваются как основа для имплантов, применимых при неврологических и сердечно-сосудистых исследованиях. В перспективе вычисления могут стать неотделимой частью самой ткани, а не отдельным устройством.