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Sensori morbidi potrebbe rendere indossabili effettivamente indossabile

chinatopwin chinatopwin 2017-07-14 09:23:25

Immaginate un rettangolo di tessuto tagliato da una maglietta grigia standard. È stretchier rispetto alla maggior parte dei tee, perché è fatto da un mix di nylon e spandex, non di cotone. E si distingue in un altro modo, anche: se si capovolgere indietro di un angolo del panno, un lato ha una lucentezza metallica inaspettata.
Questo tessuto non è la creazione di un regista di costumi Sci-Fi. Si chiama shieldex, ed era esattamente quello che l'ingegnere tessile Asli Atalay e il suo team ad Harvard necessari per sviluppare un morbido, estensibile, sensore di misura del movimento. Il lustro metallico viene dal rivestimento d'argento le fibre flessibili, in modo da il tessuto può allungare e condurre gli elettroni allo stesso tempo. Piuttosto che schiaffi chip di silicio in braccialetti, questi elettronica potrebbe dare più indossabile della estensibilità e il comfort dei migliori pantaloni in tuta.
Mentre l'arsenale robotica di componenti metallici e chip di silicio compie molto, più morbida robot indossabili potrebbe essere più amichevole per le lesioni, o gli utenti più anziani, riducendo i rischi per gli esseri umani, mentre ancora fornendo aiuto, per esempio, aprendo un barattolo. Pensate guanti che aumentano grip, o maniche che agiscono come esoscheletri di assistenza. "hai messo su una t-shirt, un maglione, un paio di calzini-si potrebbe avere questi tipi di sensori incorporati in loro", dice il biomotore Conor Walsh, un co-autore della carta.

Per rendere i sensori, Atalay prima panini due strati di tessuto truccato intorno ad un film di morbida, elettricamente isolante silicone. Poi, una taglierina laser fidata fette il panino in qualsiasi forma che vuole. Lei gestisce un ferro caldo su un adesivo per collegare i cavi elettrici-come collegare un ferro-sulla patch per la giacca Jean, tranne che sta attaccando un filo piccolo per ogni strato di spandex argento.
Tecnicamente, quello che sta costruendo è un condensatore a piastre parallele — ogni lato del tessuto placcato in metallo è un elettrodo, che tiene cariche uguali ma opposte. Mentre il tessuto si allunga, il silicone isolante tra gli elettrodi si assottiglia e gli elettrodi si ingrandiscono e si avvicinano, cambiando la capacità del sensore (questa è la carica su ciascuna lastra di conduzione divisa per la differenza di tensione tra di esse). Quel cambiamento di capacità è usato per misurare quanto lontano il tessuto allunga. E voilà: un lotto di elastico, sensori di movimento flessibili.
Quando Atalay e i suoi collaboratori attaccarono questi sensori alle dita di un guanto, registrarono dei cambiamenti di capacità tra le diverse posizioni delle mani. Walsh immagina che un sensore integrato in una t-shirt misura la frequenza cardiaca. Anche se non è qualcosa che si dovrebbe aspettare di vedere sugli scaffali presto: "non siamo abbastanza a mettere-it-in-the-macchina e lavarlo per 20 cicli fase ancora", dice Walsh.
Full-on roboclothes avrà bisogno anche di altre infrastrutture per sostenere questi sensori di tracciamento. Una pinza avrebbe bisogno di attuatori per fornire grinta (laboratorio di Walsh ha alcune nelle opere), e poi chip per "comunicazione wireless, archiviazione dei dati, e il potere, in modo che il guanto è veramente un sistema completamente integrato indossabile", dice Sheng Xu, un ricercatore di elettronica soft a UC San Diego. Xu ha lavorato sulle batterie allungabili dello ione di litio ed altri gruppi continuano a fare i nuovi tipi di fibre ottiche, antenne di Bluetooth e circuiti integrati di elaborazione che sono più piccoli e più flessibili.
Altri gruppi hanno fatto pugnalate a sensori elasticizzati prima: hanno provato nanotubi di carbonio, grafene, e metalli liquidi come gli elettrodi conduttivi in dispositivi simili. Ma Walsh è entusiasta che il loro processo è in grado di formare molti sensori in una sola volta, piuttosto che costruire un solo sensore alla volta.
La produzione di massa è eccitante, perché l'elettronica estensibile sono orientati ad alterare altre interfacce uomo-macchina, anche. In vista di Xu, "il mondo virtuale è anche fondamentalmente elettronica", così più sensori come questi potrebbero affiorare in marcia VR. E i robot gonfiabili, o le dimore gonfiabili dello spazio che la NASA sta provando, trarranno giovamento dai sensori ordinatamente integrati nelle loro strutture del tessuto. Ora che è metallo.