Pesquisadores do MIT Transformam Camisas em Microfones de Alto Desempenho com Fibras Funcionais

Um tecido se comporta como um fluido, diz o professor Yoel Fink do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o que explica talvez por que designers frequentemente se referem ao "caimento" de uma peça de roupa.

"Os tecidos que vestimos têm pequenas ondas passando por eles", disse Fink, professor de Ciência dos Materiais no MIT. "Não as vemos porque são pequenas demais."

Fink e uma equipe de múltiplas universidades, incluindo a Rhode Island School of Design, criaram um material que captura essas minúsculas ondas.

Fibra Piezoelétrica Funcional

A fibra funcional piezoelétrica, uma vez curvada, produz uma tensão que permite processamento de sinal e saída de dados valiosos. Informações do material sensor poderiam um dia suportar aparelhos auditivos vestíveis, roupas que se comunicam e peças que monitoram sinais vitais.

"Ter algumas fibras funcionais permite que um tecido inteiro assuma um novo significado", disse Fink à Tech Briefs.

Como Fazer um Microfone Baseado em Tecido

O material começa como um bloco retangular "pré-forma" — do tamanho de um marcador grosso. Ao aquecer a pré-forma, você pode puxá-la, estilo taffy, em longas tiras.

Fink e um grupo de pesquisadores testaram a sensibilidade ao som da fibra anexando o sensor a uma folha de mylar suspensa. Com lasers, os engenheiros mediram a vibração da folha — e, por extensão, da fibra — em resposta a sons reproduzidos por um alto-falante próximo.

Sons de teste incluíram uma variedade de ambientes, de bibliotecas silenciosas a ruas barulhentas. A fibra vibrou e gerou uma corrente elétrica proporcional ao som reproduzido.

Em seguida, a equipe teceu a fibra com fios convencionais para produzir painéis de tecido drapeável e lavável à máquina.

"Parece quase uma jaqueta leve — mais leve que jeans, mas mais pesada que uma camisa social", disse a pesquisadora Elizabeth Meiklejohn da Rhode Island School of Design (RISD), que teceu o tecido usando um tear padrão.

Visão de Futuro: Computação em Tecidos

Em uma breve entrevista, Fink explica por que acredita que o futuro está nos tecidos e os dias de "computadores em uma caixa de vidro" estão contados.

Segundo Fink, wearables atuais não são realmente "vestíveis" — são relógios e bugigangas com adoção limitada. A tecnologia para fazer tecidos e fibras verdadeiras fazerem coisas especiais está apenas agora emergindo.

As fibras funcionais são imperceptíveis: o tecido parece e sente como tecido normal. A tecnologia no nível da fibra muda a estética da tecnologia — um microfone de tecido pode ser bonito, ao contrário de objetos tecnológicos tradicionais.

O sinal da fibra é conectado a um circuito que converte para digital e processa. Fink menciona fibra digital publicada anteriormente que armazena memória e programa. Juntas, fibras de sensoriamento e computação tornam o tecido um computador.

Aplicações Iniciais: Monitoramento Cardíaco, Fetal e Aparelhos Auditivos Direcionais

Fibras capturam a "trilha sonora de nossas vidas": batimentos cardíacos, respiração, movimento articular, fluxo sanguíneo. Ouvir o coração mecanicamente (válvulas, bomba) dá informação além de sinais elétricos.

Monitorar bebês não nascidos através de sons e movimentos cardíacos dá tremenda informação sobre saúde.

Para deficiências auditivas: múltiplas fibras no tecido permitem discernir direção do som, transformando aparelhos auditivos em ambientes ruidosos.

Próximo passo: "Computação em Tecidos" — curso no MIT mostra convergência de computação e tecidos, com implicações tremendas para o futuro.