Sur cette photo de tissu, vous pouvez voir le feu vert des fibres fonctionnelles. "Aucun objet fabriqué par l'homme n'est plus omniprésent ou exposé à des données plus vitales que les vêtements que nous portons tous, ", dit le doctorant Gabriel Locke. " Ne serait-ce pas génial si nous pouvions d'une manière ou d'une autre apprendre à nos tissus à ressentir, boutique, analyser, extraire et communiquer ces informations potentiellement utiles ?"
Dans un article d'opinion publié dans la revue Question , Les membres du groupe de recherche Fibers@MIT ont récemment présenté une vision détaillée de la façon dont le domaine en croissance rapide des fibres et des tissus avancés pourrait transformer de nombreux aspects de nos vies. Par exemple, des « vêtements intelligents » peuvent surveiller en permanence la température, rythme cardiaque, et d'autres signes vitaux, puis analysez les données et avertissez des problèmes de santé potentiels. Dirigé par le professeur Yoel Fink, le groupe développe des fibres et des tissus aux propriétés informatiques avancées. MIT News a demandé au doctorat. l'étudiant Gabriel Loke, qui était l'auteur principal de l'article, avec Fink et six autres, pour préciser les perspectives de l'équipe.
Q :L'article que vous venez de publier décrit une vision d'un ordinateur Fabric. De tels ordinateurs pourraient-ils aider à faire face à une situation pandémique comme celle à laquelle nous sommes confrontés actuellement ?
R :La pandémie actuelle a révélé le besoin de nouveaux paradigmes pour évaluer la santé de grandes populations en temps réel. Les approches actuelles des tests axés sur les symptômes sont des indicateurs à la traîne, et peut s'apparenter à conduire juste avec votre rétroviseur, en ce qui concerne la propagation du COVID-19. Alors, comment créons-nous des systèmes prédictifs, tournée vers l'avenir et peut fournir des indicateurs avancés? Et si vous aviez un moyen d'accéder à vos signes vitaux de façon continue ? Pourrait subtil, de petits changements imperceptibles deviennent des signes avant-coureurs des problèmes de santé d'un individu ? Et si vous pouviez corréler dans l'espace et dans le temps ces changements pour une grande population, et le faire en temps réel, identifier la propagation de la maladie?
Aucun objet fabriqué par l'homme n'est plus omniprésent ou exposé à des données plus vitales que les vêtements que nous portons tous. Ne serait-il pas formidable si nous pouvions en quelque sorte apprendre à nos tissus à sentir, boutique, analyser, extrait, et communiquer ces informations potentiellement utiles ?
Dans cette pièce, Je décris les quatre principes de ce nouvel ordinateur. D'abord, les capacités d'un seul brin de fibre progresseront rapidement au fil du temps grâce à de nouvelles conceptions de matériaux et à des approches de fabrication de fibres évolutives. La deuxième étape est l'assemblage synergique de ces fibres dans un tissu positionné de manière unique pour capturer, boutique, et traiter de grandes quantités de données publiées par notre corps. Le troisième est le développement de tissus artificiellement intelligents, où des algorithmes d'apprentissage automatique spécialement architecturés et programmés dans les tissus pourraient découvrir et obtenir de nouvelles informations sur les modèles corporels cachés. Quatrième, les tissus deviennent des plates-formes sophistiquées pour des services à valeur ajoutée destinés à une large population.
Q :Vous décrivez une potentielle « loi de Moore, " qui décrivait à l'origine un doublement de la capacité de calcul tous les 18 mois, pour le développement de tissus informatiques. Pouvez-vous décrire ce que vous entendez par là ?
Un fil de fibre fonctionnelle brille en vert et passe à travers la tête d'une aiguille à coudre. Crédit :Massachusetts Institute of Technology
A :Pour qu'une loi de Moore pour les fibres émerge, les fibres doivent être composées de plusieurs matériaux, disposés avec précision dans une seule section transversale de fibre pour produire des dispositifs de fonctionnalités variées, y compris le calcul. Le domaine des fibres multimatériaux est jeune, par rapport à celle de la technologie des couches minces pour les dispositifs à puce. Mais ce que nous voyons maintenant dans les articles et les recherches, c'est une forte croissance du nombre de fonctions qu'une fibre peut présenter.
Par exemple, ces dernières années, la méthode de fabrication appelée fibrage thermique a donné lieu à une variété de combinaisons de matériaux et de fonctions, notamment la surveillance de la fréquence cardiaque et la communication optique. Avec une loi de Moore pour les fibres, nous imaginons un avenir où les structures informatiques seront constamment mises à jour avec de nouvelles fonctions et capacités, similaire à la façon dont nous mettons toujours à jour les logiciels de nos ordinateurs.
Q :Vous avez défini une vision et un plan à long terme pour l'avenir des tissus informatiques. Quelles sont, selon vous, les étapes à court terme les plus importantes dans cette direction que nous pouvons nous attendre à voir dans les prochaines années ?
R :Le plus important est de s'assurer que les gens, en particulier les étudiants, réaliser ce qui se passe dans les tissus et à quel point ils deviendront bientôt capables. Dans notre groupe, une foule d'étudiants de différentes disciplines travaillent à la création d'ordinateurs en tissu au moment où nous parlons. Semblable à l'évolution de l'ordinateur personnel, il existe de vastes opportunités pour les nouvelles entreprises et l'innovation dans cet espace. J'anticipe l'entrée des fibres dans le domaine numérique et l'introduction de l'entrée et de la sortie fibre. Les ordinateurs modernes sont constitués de millions de portes logiques, L'incorporation de circuits et de portes numériques dans une fibre représente donc la première de nombreuses étapes vers la réalisation de capacités de calcul complètes dans les fibres et les tissus.
Seconde, pour la réalisation d'un ordinateur en tissu, l'étape importante à court terme sera le développement d'architectures de tissus qui permettent aux fibres de communiquer entre elles tout en conservant les qualités conventionnelles des tissus.
Finalement, pour permettre des tissus avec des capacités d'intelligence artificielle, la formation de réseaux utiles pour des prédictions précises nécessite de grands ensembles de données. Cela nécessite la collecte de grandes quantités de données de notre corps. Il est alors nécessaire que les capteurs en tissus soient le plus homogènes et résistants possible pour que ces capteurs puissent être portés pendant des durées prolongées. Travailler sur ces fronts tels que l'amélioration de la flexibilité, lavabilité, et les exigences de puissance des capteurs à fibre nous apporteront une longueur d'avance dans l'échantillonnage omniprésent des données du corps humain.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.
