Как вы относитесь к одежде, которая сама будет заботиться о вашем здоровье? Исследователи из Массачусетского технологического института разработали автономный компьютер в форме эластичного волокна, который способен следить за состоянием здоровья и физической активностью пользователя, предупреждая его о потенциальных рисках для здоровья в реальном времени. По словам разработчиков, одежда, в которую встроен волоконный компьютер, достаточно удобна, ее можно стирать в машине, а волокна практически незаметны для владельца.

В отличие от носимых устройств, которые закрепляются в каком-то одном месте (на груди, на запястье или на пальце), одежда соприкасается с большими участками тела, расположенными вблизи жизненно важных органов. Благодаря этому появляется уникальная возможность регистрировать физиологические процессы и оценивать состояние здоровья человека. Волоконный компьютер включает в свой состав целый ряд микроустройств, в том числе датчики, микроконтроллер, цифровую память, модули Bluetooth, средства оптической связи и аккумулятор. Все это размещается в общем эластичном волокне.

В демонстрационной модели исследователи встроили четыре волоконных компьютера в топ и леггинсы, при этом волокна были протянуты вдоль конечностей пользователя. В ходе экспериментов каждый независимо программируемый волоконный компьютер управлял моделью машинного обучения, которая автономно распознавала выполняемые пользователем упражнения. Средняя точность распознавания составляла около 70%. Но как только компьютеры начали взаимодействовать между собой, их точность возросла до 95%.

Сложности, с которыми столкнулись разработчики волоконного компьютера, были обусловлены в том числе и геометрическим несоответствием между цилиндрическим волокном и плоским чипом. Сложные микроустройства имеют множество контактных площадок, и найти подходящее место для надежного присоединения каждого провода весьма затруднительно. В новой конструкции используется гибкая печатная плата, завернутая в цилиндр. К ее краям и крепятся провода. Новый термопластичный эластомер по гибкости в несколько раз превосходит термопласты, применявшиеся ранее. Этот материал помог сформировать эластичное волокно, которое пригодно для машинной стирки и может растягиваться без повреждений более чем на 60%.

Волоконный компьютер: одежда для запуска приложений и отслеживания состояния ее владельца

После изготовления волоконного компьютера с помощью технологии плетения волокно покрывается традиционными нитями из полиэстера, шерсти мериноса, нейлона и даже шелка.

Уже вскоре новый компьютер подвергнется суровой проверке. Американские военнослужащие отправятся в месячную арктическую экспедицию, в ходе которой им предстоит преодолеть около тысячи километров при средней температуре -40 градусов по Цельсию. Десятки рубашек базового слоя из мериносовой шерсти с вмонтированными в них волоконными компьютерами будут предоставлять информацию о здоровье и активности людей, участвующих в миссии Musk Ox II, в реальном времени. Новая технология будет интегрирована с системами искусственного интеллекта и инструментами для повышения выживаемости в суровых условиях.