Машинная стирка не страшна: одежда с компьютером внутри уже работает

Учёные сделали шаг к тому, чтобы привычная одежда превратилась в настоящий компьютер. В новом исследовании они сумели объединить ключевые вычислительные компоненты — датчики, систему связи, микроконтроллер и даже хранилище — в гибкое волокно, которое можно спокойно стирать в машине.

Такой подход открывает путь к созданию целых сетей из "умных" нитей, а значит, и к появлению одежды с вычислительными функциями.

Что такое умный текстиль

Под "умным" текстилем понимают материалы с интегрированными электронными компонентами. Они расширяют возможности носимой электроники: от считывания биосигналов до создания тканых дисплеев. Первым заметным шагом в этой области стала серия LilyPad, появившаяся в 2007 году, — набор вшиваемых электронных модулей для одежды, игрушек и арт-объектов.

Однако долгое время главным ограничением таких тканей было то, что отдельные волокна не могли выполнять сложные вычисления и не имели встроенных компонентов для работы в реальном времени.

Прорыв: всё в одной нити

Публикация в журнале Nano-Micro Letters от 6 июня описывает прорыв: каждое новое эластичное волокно получило восемь встроенных устройств. Среди них:

• фотодетектор,
• датчик температуры,
• акселерометр,
• датчик фотоплетизмограммы (ФПГ),
• микроконтроллер,
• два модуля связи,
• блок управления питанием.

Такой "набор" позволяет собирать, обрабатывать, хранить и передавать данные прямо внутри ткани. Более того, волокно тянется на 60% и выдерживает машинную стирку.

Эксперимент с одеждой

Чтобы проверить систему, исследователи встроили четыре таких волокна в рукава и штанины одежды. Доброволец выполнял упражнения — приседания, выпады, планки.

Каждое волокно управлялось собственной нейронной сетью, имитирующей работу мозга, и распознавало движения в реальном времени. Одно волокно достигало 67% точности, а совместная работа четырёх увеличивала показатель до 95%.

"Это выдающееся усовершенствование подчеркивает огромный потенциал многоволоконных совместных измерений и распределённых рассуждений", — отмечают авторы исследования.

Перспективы и вызовы

Учёные признают: для массового внедрения технологии предстоит решить ряд задач. Среди них — оптимизация скорости передачи данных, снижение энергопотребления и рост пропускной способности. Важным направлением станут и новые протоколы связи, специально созданные для "оптоволоконных компьютеров".

Таким образом, будущее одежды всё больше напоминает научную фантастику, где гардероб становится частью цифрового мира и помогает человеку быть на шаг впереди.