Programmeerbare glasvezel levert stroom en verzendt gegevens

Er werd een programmeerbare vezel ontwikkeld die gegevens van militaire uniformen kon verzenden. De vezel kan stroom opwekken, essentiële informatie verschaffen over de fysiologie en blootstelling van de drager aan de omgeving, hun locatie aan een team doorgeven en iemand waarschuwen als ze een blessure oplopen. Uiteindelijk kunnen uniformen met deze technologie sensoren aansturen, de verzamelde gegevens opslaan en analyseren en gegevens naar externe bronnen verzenden.

De onderzoekers plaatsten honderden vierkante digitale siliciumchips op microschaal in een voorvorm die een polymeervezel creëerde. Door de polymeerstroom nauwkeurig te regelen, creëerden ze een vezel met een continue elektrische verbinding tussen de chips over een lengte van tientallen meters.

Tot nu toe waren elektronische vezels analoog en droegen ze een continu elektrisch signaal in plaats van digitaal, waarbij discrete stukjes informatie kunnen worden gecodeerd en verwerkt in nullen en enen.

De vezel zelf is dun en flexibel en kan door een naald gaan, in stoffen worden genaaid en minstens 10 keer worden gewassen zonder af te breken. De digitale vezel zou de context van verborgen patronen in het menselijk lichaam kunnen blootleggen voor het monitoren van fysieke prestaties, medische gevolgtrekkingen en vroege detectie van ziekten.

Een digitale vezel kan ook veel informatie in het geheugen opslaan. De onderzoekers waren in staat om informatie op de vezel te schrijven, op te slaan en te lezen, waaronder een 767-kilobit full-color korte filmbestand en een muziekbestand van 0,48 megabyte. De bestanden kunnen twee maanden zonder stroom worden bewaard.

De vezel omvat ook, binnen het vezelgeheugen, een neuraal netwerk van 1.650 verbindingen. Nadat ze het rond de oksel van een shirt hadden genaaid, gebruikten de onderzoekers de vezel om 270 minuten aan lichaamstemperatuurgegevens aan het oppervlak te verzamelen van een persoon die het shirt droeg en analyseerden ze hoe deze gegevens overeenkwamen met verschillende fysieke activiteiten. Getraind op deze gegevens, was de vezel in staat om met 96 procent nauwkeurigheid de activiteit te bepalen waaraan de persoon die het shirt droeg, deelnam.

De vezels kunnen soldaten in realtime detecteren en waarschuwen voor gezondheidsveranderingen, zoals een ademhalingsverlies of een onregelmatige hartslag, of spieractivatie of hartslaggegevens leveren tijdens trainingsoefeningen. Ze kunnen ook gegevens verstrekken over alle gifstoffen waaraan soldaten worden blootgesteld, de tijdsduur dat ze worden blootgesteld en de effecten van die gifstoffen op hun fysiologie volgen.

De vezel wordt aangestuurd door een klein extern apparaat, dus de volgende stap is het ontwerpen van een nieuwe chip als een microcontroller die in de vezel zelf kan worden aangesloten.