ابداع محققان سنگاپور: فیبرهای الکترونیکی که آستین لباس را به نمایشگر لمسی تبدیل میکنند [تماشا کنید]
تنفسپذیری این پارچه با پارچههای پنبهای قابل مقایسه است و میتوان آن را در یک لباس کامل با حسگرهای پایش سلامت ترکیب کرد.
ابداع محققان سنگاپور: فیبرهای الکترونیکی که آستین لباس را به نمایشگر لمسی تبدیل میکنند [تماشا کنید]
تنفسپذیری این پارچه با پارچههای پنبهای قابل مقایسه است و میتوان آن را در یک لباس کامل با حسگرهای پایش سلامت ترکیب کرد.
پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) نوعی فیبر الکترونیکی ساختهاند که میتواند پارچه لباس را به یک نمایشگر انعطافپذیر و لمسی تبدیل کند. این فناوری امکان نمایش تصویر و ویدیو، پاسخ به لمس انگشت و اتصال بیسیم به دستگاههای دیجیتال را فراهم میکند، بدون آنکه به نمایشگر سخت و جداگانهای نیاز باشد. نمونه اولیه این فناوری حتی پس از ۵۰ بار شستوشو با ماشین لباسشویی، عملکرد خود را تقریباً حفظ کرد.
گروه پژوهشی به سرپرستی «تورال خدییف» (Tural Khudiyev)، استادیار دانشگاه ملی سنگاپور، ۵۴ فیبر حاوی قطعات الکترونیکی را در قسمت ساعد یک آستین به کار بردهاند. هر فیبر شامل ریزتراشههای LED و لایههای حساس به لمس است. مجموعه این رشتهها نمایشگری با وضوح ۹۶ در ۵۴ پیکسل و ابعاد ۱۶۸ در ۱۰۵ میلیمتر ایجاد میکند که با سرعت ۳۰ فریم در ثانیه بهروزرسانی میشود.
این نمایشگر میتواند عکس و ویدیو پخش کند، برنامههای ماشینحساب و قطبنما را اجرا کند و تصاویر را از طریق بلوتوث دریافت کند. همچنین، رشتههای دیگری در لباس برای تعبیه میکروفون، بلندگو و حسگرهای حرکتی، دما، جهت مغناطیسی و نور محیط به کار رفتهاند. برای مثال، حسگری که زیر بازو قرار میگیرد، میتواند دمای بدن را اندازهگیری کند و عدد آن را روی خود آستین نشان دهد.
برای دیدن عملکرد این فناوری، میتوانید ویدیوی زیر را تماشا کنید.
فیبر الکترونیکی چگونه لمس انگشت را تشخیص میدهد؟
ساخت مدارهای پیچیده در یک رشته باریک، به دلیل شکل استوانهای و فضای محدود آن، چالشبرانگیز است. پژوهشگران برای حل این مسئله، روشی ابداع کردند که امکان اتصال هزاران قطعه الکترونیکی را در امتداد یک فیبر فراهم میکند.
آنها با استفاده از لیزر نقاط مشخصی از سیمهای عایقشده را آشکار میکنند و سپس با هدایت لحیم مذاب به این نقاط، اتصالات الکتریکی موردنیاز را ایجاد میکنند. به این ترتیب، بیش از ۵۰۰۰ تراشه از طریق بیش از ۲۰ هزار اتصال الکتریکی به یکدیگر متصل شدند.
در ساختار این فیبر، لایه حساس به لمس زیر LEDها قرار دارد. وقتی کاربر رشته را لمس میکند، مدار الکتریکی در محل تماس کامل میشود و سیستم محل لمس را تشخیص میدهد تا نزدیکترین پیکسل روشن شود. بنابراین، نمایش تصویر و تشخیص لمس درون خود رشته انجام میشود، نه با اتصال جداگانه قطعات الکترونیکی به لباس.
پژوهشگران میگویند پس از ۵۰ بار شستوشو با مواد شوینده و هزار بار خمکردن فیبر، شدت نور و عملکرد لمسی نمایشگر تقریباً بدون تغییر باقی ماند. همچنین، قابلیت تنفسپذیری پارچه با پنبه، پلیاستر و جین قابل مقایسه بود و این محصول در محدودههای تعیینشده برای ایمنی تماس با پوست قرار داشت.
در آینده، این فناوری را میتوان در لباسهایی به کار برد که اطلاعات سلامت را از طریق حسگرهای تعبیهشده جمعآوری و مستقیماً روی پارچه نمایش میدهند. بااینحال، پایش شخصیسازیشده سلامت با کمک هوش مصنوعی هنوز از قابلیتهای اثباتشده نمونه فعلی فراتر است. پژوهشگران قصد دارند وضوح نمایشگر را افزایش دهند، حسگرهای بیشتری به آن اضافه کنند و امکان اجرای هوش مصنوعی روی خود لباس را بررسی کنند.
محققان جزئیات این پژوهش را در ژورنال Nature منتشر کردهاند.
Singaporean Researchers Invent Electronic Fibers That Turn Clothing Sleeves Into Touchscreens
Researchers at the National University of Singapore have developed electronic fibers that transform fabric into a flexible, touch-sensitive display. The prototype can show images and videos, respond to touch, and withstand multiple machine washes while maintaining breathability comparable to cotton.
Researchers at the National University of Singapore (NUS) have developed a novel electronic fiber that can transform ordinary clothing fabric into a flexible, touch-sensitive display. This technology enables the display of images and videos, touch-screen interaction, and wireless connectivity to digital devices without requiring rigid, standalone screens. A prototype demonstrated that the textile maintains its functionality even after being washed 50 times in a washing machine.
Led by Tural Khudiyev, an assistant professor at NUS, the research team integrated 54 electronic fibers into the forearm section of a sleeve. Each fiber contains LED microchips and touch-sensitive layers, combining to create a 96-by-54-pixel display measuring 168 by 105 millimeters with a 30 frames-per-second refresh rate. The display can play multimedia, run basic calculator and compass apps, and receive images via Bluetooth. Additional fibers in the garment incorporate microphones, speakers, and sensors for motion, temperature, magnetic orientation, and ambient light. For instance, a sensor placed under the arm can measure body temperature and display the reading directly on the sleeve.
Constructing complex circuits inside a narrow, cylindrical fiber is inherently challenging. To overcome this, the researchers devised a method using lasers to expose specific points on insulated wires and then guiding molten solder to create electrical connections. Through this technique, more than 5,000 chips were connected using over 20,000 electrical joints. The touch-sensitive layer sits directly beneath the LEDs, completing an electrical circuit upon contact to pinpoint the touch location and illuminate the nearest pixel.
Testing showed that after 50 washes with detergent and 1,000 bending cycles, the display's light intensity and touch performance remained virtually unchanged. Furthermore, the fabric's breathability remained comparable to cotton, polyester, and denim, meeting skin-contact safety limits. In the future, this technology could be integrated into garments that gather health data through embedded sensors and display it directly on the fabric. Although AI-driven personalized health monitoring currently exceeds the current prototype's proven capabilities, the researchers plan to increase display resolution, add more sensors, and explore running artificial intelligence directly on the clothing. The details of the study have been published in the journal Nature.
English version written with AI from the Persian report by دیجیاتو.