Fibra Digital Programável

Pesquisadores criaram uma fibra com recursos digitais capaz de detectar, armazenar, analisar e inferir atividade após ser costurada em uma camisa. Os tecidos digitais revelam o contexto de padrões ocultos no corpo humano que podem ser usados ​​para monitoramento do desempenho físico, inferência médica e detecção precoce de doenças.

Até agora, as fibras eletrônicas eram analógicas - transportando um sinal elétrico contínuo - em vez de digitais, onde bits discretos de informação podem ser codificados e processados ​​em 0s e 1s. O novo tecido armazena e processa dados digitalmente, adicionando uma nova dimensão de conteúdo de informação aos têxteis e permitindo que os tecidos sejam programados.

A nova fibra foi criada colocando centenas de chips digitais de microescala de silício quadrado em uma pré-forma que foi então usada para criar uma fibra de polímero. Ao controlar com precisão o fluxo do polímero, os pesquisadores conseguiram criar uma fibra com conexão elétrica contínua entre os chips ao longo de dezenas de metros. A fibra em si é fina e flexível e pode ser passada por uma agulha, costurada em tecidos e lavada pelo menos 10 vezes sem quebrar.

Uma fibra digital oferece uma maneira de controlar elementos individuais dentro de uma fibra, a partir de um ponto na extremidade da fibra. Os pesquisadores criaram um método de endereçamento digital que lhes permite “ligar” a funcionalidade de um elemento sem ligar todos os elementos.

Uma fibra digital também pode armazenar muitas informações na memória. Os pesquisadores foram capazes de escrever, armazenar e ler informações na fibra, incluindo um arquivo de curta-metragem colorido de 767 kilobits e um arquivo de música de 0,48 megabyte. Os arquivos podem ser armazenados por dois meses sem energia.

A fibra também avança alguns passos na inteligência artificial ao incluir, dentro da memória da fibra, uma rede neural de 1.650 conexões. Depois de costurá-la ao redor da axila de uma camisa, os pesquisadores usaram a fibra para coletar 270 minutos de dados de temperatura corporal da superfície de uma pessoa que vestia a camisa e analisaram como esses dados correspondiam a diferentes atividades físicas. Treinada com esses dados, a fibra foi capaz de determinar com 96% de precisão em qual atividade a pessoa que a usava estava envolvida.

Adicionar um componente de IA à fibra aumenta ainda mais suas possibilidades. Tecidos com componentes digitais podem coletar informações em todo o corpo ao longo do tempo, e esses dados exuberantes são perfeitos para algoritmos de aprendizado de máquina. Esse tipo de tecido pode fornecer dados de código aberto de quantidade e qualidade para extrair novos padrões de corpo.

Com esse poder analítico, as fibras um dia poderão detectar e alertar as pessoas em tempo real sobre alterações na saúde, como declínio respiratório ou batimentos cardíacos irregulares, ou fornecer dados de ativação muscular ou frequência cardíaca aos atletas durante o treinamento. A fibra é controlada por um pequeno dispositivo externo, então o próximo passo será projetar um novo chip como um microcontrolador que possa ser conectado dentro da própria fibra.