Los científicos han incorporado componentes informáticos clave en una única fibra flexible que se puede usar en la lavadora. Los investigadores esperan que algún día se puedan entrelazar muchas de estas fibras para formar una red cohesiva de “computación por fibra”; en otras palabras, prendas de vestir con capacidades inteligentes.
Los textiles inteligentes, también conocidos como tejidos inteligentes o e-textiles, son materiales que contienen componentes electrónicos que mejoran las características de los dispositivos portátiles y otros productos. Estos podrían utilizarse para crear materiales con componentes informáticos integrados que puedan emplearse en prendas de vestir o en pantallas tejidas, entre otros usos.
Una de las primeras aplicaciones modernas de esto fue la creación de LilyPad en 2007: una serie de componentes electrónicos cosibles diseñados para ser utilizados en ropa, juguetes o esculturas interactivas.
Una de las limitaciones más importantes de los textiles inteligentes es que las capacidades computacionales de las fibras individuales están severamente limitadas y no están integrados con ningún componente individual. Debido a que estas fibras carecen de componentes, las tareas básicas como la interpretación de bioseñales en tiempo real son difíciles, y es difícil captar señales para el posterior procesamiento de datos.
Pero en un nuevo estudio publicado el 6 de junio en la revista Nano-Micro Letters, los científicos combinaron detección, comunicación, computación y almacenamiento en una sola hebra de fibra. Cada fibra elástica también tiene un 60% de elasticidad y puede lavarse en la lavadora, lo que significa que puede usarse para tejer prendas prácticas. La nueva fibra también permite que la ropa o los dispositivos inteligentes tengan mayor precisión debido a la detección desde múltiples puntos y a las interacciones en tiempo real entre la computadora y el humano, dijeron los científicos en el estudio.
El futuro de la ropa
Cada fibra desarrollada en el estudio incorporó ocho dispositivos, incluyendo cuatro sensores: un fotodetector, un sensor de temperatura, un acelerómetro y un sensor de fotopletismograma (PPG), que mide los cambios en la absorción de luz por la piel, así como un microcontrolador, dos módulos de comunicación y dispositivos de gestión de energía, según informaron los científicos en el estudio. En conjunto, estos componentes permitieron la adquisición, el procesamiento, el almacenamiento y la transmisión de resultados de datos.
Para comprobar la eficacia del nuevo sistema, el científico integró cuatro fibras inteligentes en las mangas y las perneras de un pantalón y pidió a una persona que llevaba puesta la prenda que realizara una serie de ejercicios con el peso corporal, incluyendo sentadillas, estocadas y planchas.
Cada fibra ejecuta una red neuronal entrenada individualmente: un conjunto de algoritmos de aprendizaje automático diseñados para imitar la forma en que el cerebro humano procesa la información. Esto permitió que las fibras reconocieran diversas acciones en tiempo real, como sentadillas, planchas, rotación de brazos y otras.
Una sola fibra logró un 67% de precisión en el reconocimiento de movimientos específicos, mientras que las cuatro fibras trabajando juntas aumentaron la precisión al 95%.
“Esta notable mejora subraya el inmenso potencial de la detección colaborativa multifibra y el razonamiento distribuido, presentando un enfoque transformador para los sistemas portátiles inteligentes que integran a la perfección la computación localizada con la toma de decisiones en red para ofrecer un rendimiento robusto y de alta fidelidad”, dijeron los científicos en el estudio.
Los científicos dijeron que estos resultados resaltaron el rendimiento potencial de una red de fibras trabajando juntas, pero reconocieron que todavía existen desafíos para optimizar las velocidades de comunicación, reducir el consumo de energía y aumentar el ancho de banda. Para ampliar una red de estas computadoras basadas en fibra, los científicos también necesitarían mejorar la eficiencia del intercambio de información entre los nodos individuales, señalaron. Las investigaciones futuras, agregaron, podrían centrarse en construir protocolos de comunicación de mayor rendimiento y menor latencia que estén específicamente diseñados para este tipo de computadoras de fibra.
Fuente: Live Science.
