Исследователи из США разработали специальную ткань, которая может воспринимать, хранить и анализировать данные для измерения физиологических функций или выявления заболеваний.
Команда из Массачусетского технологического института (MIT) утверждает, что это первый пример подобного изделия, которое может записывать данные в цифровом, а не в аналоговом формате, что позволяет программировать его, как любое другое цифровое устройство. Это означает, что материал может быть использован для создания приложений физиологического мониторинга, взаимодействия человека с компьютером и машинного обучения, в которых сигналы воспринимаются непосредственно с поверхности кожи – все это открывает интересные возможности для приложений цифрового здравоохранения.
Планируется, что волокна разработанной ткани когда-нибудь смогут обнаруживать и предупреждать людей в режиме реального времени об изменениях здоровья, таких как снижение дыхания или нерегулярное сердцебиение, и хранить данные в течение нескольких недель.
Ткань была создана путем помещения сотен квадратных кремниевых цифровых микрочипов в преформу для создания полимерной нити. Точно контролируя поток полимера, исследователи смогли создать волокно с непрерывным электрическим соединением между чипами на протяжении десятков метров.
Само волокно тонкое и гибкое, его можно пропускать через иглу, вшивать в ткань и стирать не менее 10 раз без разрушения. По словам аспиранта Массачусетского технологического института Габриэля Локе: «Когда вы надеваете его на рубашку, вы совсем не чувствуете его. Вы бы не узнали, что оно было там».
Пока ученые использовали разработку для изучения показателей температуры тела. Для этого ткань была вшита в рубашку в области подмышки. Она собирала и сохраняла данные о температуре тела в течение нескольких дней и позволяла исследователям отслеживать активность пользователя в режиме реального времени. Первое измерение заняло около 270 минут, но затем, используя обученную нейронную сеть для анализа изменений температуры, система смогла с точностью 96% определить активность, которой был занят пользователь.
Цифровое волокно также может хранить в памяти большой объем информации, с помощью него можно записать и сохранить 767-килобитный полноцветный короткий видеофайл и 0,48-мегабайтный музыкальный файл.
По словам Локи, в процессе создания «сумасшедших идей» по использованию волокна, исследователи рассматривали возможность создания свадебных платьев, которые сохранили бы музыку первого танца в переплетении своей ткани.
В настоящий момент волокно управляется небольшим внешним устройством, поэтому следующим шагом будет разработка микросхемы микроконтроллера, которая может быть встроена в само волокно. «Когда мы сможем это сделать, мы сможем назвать это оптоволоконным компьютером», – говорит Локе.
