プログラム可能なデジタルファイバー
研究者は、シャツに縫い付けられた後の活動を感知、保存、分析、および推測できるデジタル機能を備えたファイバーを作成しました。デジタルファブリックは、身体のパフォーマンスの監視、医学的推論、および早期の病気の検出に使用できる、人体の隠れたパターンのコンテキストを明らかにします。
これまで、電子ファイバーはデジタルではなくアナログであり、連続的な電気信号を伝送していました。デジタルでは、情報の個別のビットを0と1でエンコードして処理できます。新しいファブリックはデータをデジタルで保存および処理し、テキスタイルに新しい情報コンテンツディメンションを追加し、ファブリックをプログラムできるようにします。
新しいファイバーは、数百の正方形のシリコンマイクロスケールデジタルチップをプリフォームに配置し、それを使用してポリマーファイバーを作成することによって作成されました。ポリマーの流れを正確に制御することにより、研究者は、数十メートルの長さにわたってチップ間に連続的な電気的接続を備えた繊維を作成することができました。繊維自体は細くて柔軟性があり、針に通して生地に縫い付け、分解することなく少なくとも10回洗浄することができます。
デジタルファイバは、ファイバの端の1点から、ファイバ内の個々の要素を制御する方法を提供します。研究者たちは、すべての要素をオンにすることなく、1つの要素の機能を「スイッチオン」できるデジタルアドレス指定方法を考案しました。
デジタルファイバーは、多くの情報をメモリに保存することもできます。研究者たちは、767キロビットのフルカラー短編映画ファイルや0.48メガバイトの音楽ファイルなど、ファイバーに関する情報を書き込み、保存、および読み取ることができました。ファイルは電源なしで2か月間保存できます。
ファイバーはまた、ファイバーメモリ内に1,650接続のニューラルネットワークを含めることにより、人工知能に向けていくつかのステップを踏み出します。シャツの脇の下に縫い付けた後、研究者はシャツを着ている人から270分の表面体温データを収集するためにファイバーを使用し、これらのデータがさまざまな身体活動にどのように対応するかを分析しました。これらのデータに基づいてトレーニングされたファイバーは、着用している人がどのような活動を行っているかを96％の精度で判断することができました。
AIコンポーネントをファイバーに追加すると、その可能性がさらに高まります。デジタルコンポーネントを備えたファブリックは、時間の経過とともに体全体の情報を収集できます。これらの豊富なデータは、機械学習アルゴリズムに最適です。このタイプの生地は、新しいボディパターンを抽出するための量と質のオープンソースデータを提供する可能性があります。
この分析力により、繊維はいつの日か、呼吸の低下や不整脈などの健康の変化をリアルタイムで感知して警告したり、トレーニング中にアスリートに筋肉の活性化や心拍数のデータを提供したりできるようになります。ファイバーは小さな外部デバイスによって制御されるため、次のステップは、ファイバー自体の内部に接続できるマイクロコントローラーとして新しいチップを設計することです。
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