اكتشف فريق علماء في جامعة ETH زيورخ أليافًا ذكية ومرنة بحجم خيط القطن تحتوي على قدرات حاسوبية متكاملة، وتصمد للغسل والتجفيف دون تلف، ونشرت تفاصيل الدراسة في مجلة Nano-Micro Letters باعتبار هذه الألياف خطوة تفتح آفاقًا جديدة لصناعة ملابس قادرة على مراقبة الصحة والتكيف مع ظروف الطقس.
وظائف الألياف الذكية
تسمح الألياف الجديدة للملابس بأداء وظائف ذكية تشمل تتبع درجة حرارة الجسم والحفاظ على دفئه في البرد أو العمل كنظام تبريد شخصي في الحر، ولا تقتصر على الاستشعار بل تضم أيضًا قدرات للتخزين والاتصال والحوسبة، ويعمل الباحثون على توسيع التقنية لتشكيل شبكة حاسوبية قائمة على الأقمشة تتيح تطبيقات مثل مراقبة الصحة وتصميم ملابس تفاعلية تعرض بيانات مباشرة.
نتائج تجارب الحركة
أُجريت تجارب بخياطة أربع ألياف في قطعة ملابس وطلب الباحثون من متطوعين أداء تمارين مثل القرفصاء وتمارين اللوح، وأظهرت النتائج أن ليفة واحدة التقطت الحركة بدقة وصلت إلى 67% بينما تحسنت الدقة إلى 95% عند استخدام أربع ألياف معًا.
مكونات كل ليفة
تحتوي كل ليفة مرنة على ثمانية أجهزة مدمجة تشمل أربعة مستشعرات هي مستشعر ضوئي وحساس حرارة ومقياس تسارع ومستشعر تدفق دموي، بالإضافة إلى متحكم دقيق ووحدات اتصال ونظام لإدارة الطاقة.
نظام استشعار جماعي يعتمد الذكاء الاصطناعي
طور الفريق نظام استشعار جماعي بتنظيم الألياف للعمل معًا في شبكة، وتُرفع البيانات عبر خوارزميات شبكات عصبية مدرَّبة على تحليل الإشارات الحيوية مما يسمح بالتعرف في الوقت الفعلي على الحركات والوظائف الحيوية بدقة عالية.
التحديات المتبقية
تُشير الدراسة إلى وجود تحديات تحتاج حلًا مثل تسريع سرعة الاتصال، تقليل استهلاك الطاقة، وتطوير بروتوكولات أقل تأخيرًا لتحقيق أداء مثالي للأقمشة الحاسوبية.
يمثل هذا الاكتشاف نقلة نوعية في مجال الأجهزة القابلة للارتداء ويقرب إمكانات ملابس ذكية لا تقتصر على مراقبة الصحة أو الأداء الرياضي بل قد تؤدي مستقبلًا دور شاشات تفاعلية وأنظمة اتصالات مدمجة.
