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プログラマブル繊維、軍服に電力・データ通信・健康監視を統合

軍服からデータを送信できるプログラマブル繊維が開発されました。この繊維は電力を生成し、着用者の生理学的情報と環境曝露データを提供し、チームに位置情報を伝え、負傷時には警告を発します。最終的には、この技術を搭載した軍服がセンサーに電力を供給し、収集データを蓄積・解析し、外部へ送信できるようになります。

研究者たちは、数百個の正方形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、ポリマー繊維を作製しました。ポリマー流を精密に制御することで、数十メートルの長さにわたってチップ間の連続的な電気接続を持つ繊維を作り出しました。

プログラマブル繊維、軍服に電力・データ通信・健康監視を統合

これまで電子繊維はアナログであり、連続的な電気信号を伝送していました。デジタルでは、情報の離散ビットを0と1でエンコード・処理できます。

繊維自体は薄く柔軟で、針を通せ、布地に縫い付けられ、少なくとも10回の洗濯に耐えられます。デジタル繊維は、人体の隠れたパターンの文脈を明らかにし、身体機能監視、医学的推論、早期疾患検知に貢献できます。

デジタル繊維はメモリ内に大量の情報を格納できます。研究者たちは、767キロビットのフルカラー短編ムービーファイルと0.48メガバイトの音楽ファイルを繊維に書き込み、保存、読み出しに成功しました。ファイルは電源なしで2ヶ月間保持可能です。

繊維には、繊維メモリ内に1,650接続のニューラルネットワークも含まれています。シャツの脇の下に縫い付け、着用者から270分間の体表温度データを収集し、それらが異なる身体活動とどう対応するかを解析しました。このデータで訓練された繊維は、着用者が行っている活動を96%の精度で判別できました。

繊維は、呼吸機能低下や不整脈などの健康変化をリアルタイムで兵士に警告したり、訓練中の筋活動や心拍データを提供したりできます。また、兵士が曝露した毒素の種類、曝露時間、それらが生理学に及ぼす影響を監視するデータも提供可能です。

繊維は小型外部デバイスで制御されるため、次のステップはマイクロコントローラーとして繊維内部に接続できる新チップの設計です。

センサー

  1. 確実な電力と空調レンタルでシームレスな温度管理を実現
  2. 光データ通信:高帯域幅・耐干渉伝送のための光活用
  3. デジタルメモリの基礎:アドレッシング、アクセス、揮発性
  4. ブレイクスルー光ファイバーが1ペタビット/秒の伝送速度を達成
  5. サファイア光ファイバーがクリーンエネルギーとより安全な航空旅行を約束
  6. 先進ドローンシステムが送電線を検知・回避し安全飛行を実現
  7. 先進3Dカメラ、深度と分光イメージングを融合し包括的解析を実現
  8. ハイパーコンバージド・セカンダリストレージ:エンタープライズIoTの統合データ管理を推進
  9. 責任ある信頼できるAIの構築:説明責任、説明可能性、倫理のガイド
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