Programmeerbare Vezel Integreert Stroom, Data Overdracht en Gezondheidsmonitoring voor Militairen Uniformen

Een programmeerbare vezel is ontwikkeld die data kan overbrengen vanuit militaire uniformen. De vezel kan stroom genereren, vitale informatie leveren over de fysiologie en omgevingsblootstelling van de drager, hun locatie aan een team doorgeven, en waarschuwen als ze een blessure oplopen. Uiteindelijk kunnen uniformen met deze technologie sensoren aandrijven, verzamelde data opslaan en analyseren, en data naar externe bronnen overbrengen.

De onderzoekers plaatsten honderden vierkante silicium microschijf digitale chips in een preform die een polymere vezel creëerde. Door de polymere stroom precies te controleren, creëerden ze een vezel met continue elektrische verbinding tussen de chips over een lengte van tientallen meters.

Tot nu toe zijn elektronische vezels analog geweest, een continue elektrisch signaal dragerend in plaats van digitaal, waar discrete bits informatie gecodeerd en verwerkt kunnen worden in 0'en en 1'en.

De vezel zelf is dun en flexibel en kan door een naald gaan, in stoffen genaaid worden, en ten minste 10 keer gewassen worden zonder af te breken. De digitale vezel kan de context van verborgen patronen in het menselijk lichaam onthullen voor fysieke prestatie monitoring, medische inferentie, en vroege ziekte detectie.

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

De vezel bevat ook, binnen het vezelgeheugen, een neuraal netwerk van 1.650 verbindingen. Na het eromheen naaien rond de oksel van een hemd, gebruikten de onderzoekers de vezel om 270 minuten oppervlakte lichaamstemperatuur data te verzamelen van een persoon die het hemd droeg en analyseerden hoe deze data corresponderde met verschillende fysieke activiteiten. Getraind op deze data, was de vezel in staat om met 96 procent nauwkeurigheid de activiteit te bepalen waarin de persoon die het hemd droeg bezig was.

De vezels kunnen ziekteveranderingen in real-time detecteren en waarschuwen zoals een ademhalingsafname of een onregelmatige hartslag of spieractivatie of hartslagdata leveren tijdens oefeningen. Ze kunnen ook data leveren over alle toxin waar soldaten aan blootgesteld zijn, de lengte van tijd dat ze blootgesteld zijn, en monitoren welke effecten die toxin op hun fysiologie hebben.

De vezel wordt gecontroleerd door een klein extern apparaat, dus de volgende stap zal zijn om een nieuwe chip te ontwerpen als microcontroller die binnen de vezel zelf aangesloten kan worden.