Pour toutes les discussions sur l'intégration des ordinateurs dans les vêtements, voici une option intéressante. Faites du vêtement l'ordinateur, et faites-le sans électricité.

Les ingénieurs mécaniciens de la George R. Brown School of Engineering de l'Université Rice testent le concept avec un ensemble d'ordinateurs pneumatiques à base de textile capables de logique numérique, de mémoire embarquée et d'interaction avec l'utilisateur.

La "logique numérique fluidique" du laboratoire tire parti de la façon dont l'air circule à travers une série de canaux "tordus" pour former des bits, les 1 et les 0 dans les mémoires informatiques.

L'idée est de faire en sorte que ces portes logiques à base de textile prennent en charge les actionneurs pneumatiques, éventuellement en conjonction avec un système de récupération d'énergie développé par le laboratoire Preston, pour aider les personnes ayant des limitations fonctionnelles dans leurs tâches quotidiennes.

La recherche apparaît dans les Actes de l'Académie nationale des sciences .

Preston a déclaré que les textiles logiques du laboratoire peuvent être produits en masse à l'aide des processus de fabrication de vêtements existants et sont suffisamment résistants pour résister à un usage quotidien. Les chercheurs ont affirmé que les portes encastrées sont à la fois confortables et suffisamment résistantes pour conduire un camion sans les endommager. (Et ils l'ont prouvé.)

"L'idée d'utiliser des fluides pour construire des circuits logiques numériques n'est pas nouvelle", a-t-il déclaré. "Et en fait, au cours de la dernière décennie, les gens se sont dirigés vers la mise en œuvre de la logique fluidique dans des matériaux souples, des choses comme les élastomères. Mais jusqu'à présent, personne n'avait franchi le pas pour l'implémenter dans des matériaux à base de feuilles, un exploit qui a nécessité une refonte. toute l'approche à partir des premiers principes."

Le laboratoire a testé sa logique sur des appareils qui assistent les utilisateurs dans leurs mouvements physiques et sur un système permettant de lever et d'abaisser une hotte en appuyant sur un bouton, sans électricité, pour la thermorégulation.

"Nous pensons qu'il existe une multitude de façons de mettre en œuvre cela pour aider les gens à vaquer à leurs activités quotidiennes", a déclaré Preston. "L'un des prochains domaines que nous examinons est la détection de l'intention. Dès que le porteur initie un plan d'action, nous pouvons alors offrir une assistance pour le reste de cette action."

"Par exemple, vous pourriez commencer à saisir un objet et si le système détecte votre intention, il vous aidera à fermer votre main autour de cet objet afin que vous puissiez le soulever", a-t-il déclaré.

Au centre du concept se trouve une porte "NOT", un composant de base des circuits informatiques également connu sous le nom d'onduleur. La sortie de cette porte logique est l'inverse (ou l'opposé) de l'entrée. Dans un circuit électronique, la porte est allumée ou éteinte (1 ou 0), mais la porte pneumatique remplace ces termes par une pression d'air "haute" ou "basse".

"Nous considérons l'élément logique comme, à son niveau le plus fondamental, contenant à la fois un relais et une résistance fluidique", a déclaré Anoop Rajappan, boursier postdoctoral Rice et auteur principal de l'article. "Cela équivaudrait à avoir un relais électronique ou un transistor couplé à la résistance, qui est le fondement de la logique transistor-résistance typique."

Le système pneumatique dépend d'un concept que Preston décrit comme une géométrie de pli conçue mathématiquement, mise en œuvre dans des vannes à pression contrôlable qui coupent le flux d'air de la même manière qu'un tuyau d'arrosage coudé arrête l'eau.

Les vannes, chacune d'une taille d'environ un pouce carré, sont laminées dans les textiles et se sont avérées suffisamment robustes pour gérer 20 000 cycles marche-arrêt et 1 million de cycles flexibles, ainsi que 20 cycles dans une machine à laver domestique standard.

Preston a noté que l'équipe de recherche comprend Vanessa Sanchez, boursière postdoctorale de l'Université de Stanford, une créatrice de mode devenue ingénieure qui a acquis des côtelettes avec une formation au Fashion Institute of Technology de New York et un doctorat ultérieur. en génie mécanique et en science des matériaux de l'Université de Harvard et de son institut Wyss.

Les co-auteurs de l'article sont les étudiants diplômés de Rice Barclay Jumet, Zhen Liu et Faye Yap, l'ancienne Rachel Shveda et Colter Decker de premier cycle. + Explorer plus loin

Un système de récupération d'énergie pneumatique portable basé sur le textile pour la robotique d'assistance