Kuitutietokone mahdollistaa ihmisen toiminnan tarkemman tunnistamisen

Äskettäin Nano-Micro Letters -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa kiinalaisten Lanzhou Jiaotong University ja Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics –instituutin professoreiden johtamat tutkijat ovat esitelleet uraauurtavan "yksikuituisen tietokoneen", joka yhdistää aistimisen, viestinnän, laskennan ja tallennuksen yhdeksi joustavaksi, konepestäväksi kuiduksi.

Yhdistämällä useita tällaisia kuituja hajautetuksi laskennalliseksi tekstiiliksi he saavuttivat 95 %:n ihmisen toiminnan tunnistustarkkuuden – dramaattinen harppaus yksikuituisten järjestelmien saavuttamasta 67 %:sta.

Kehitetyn ratkaisun jokainen kuitu sisältää kahdeksan mikroelektronista piiriä, mukaan lukien neljä anturia (fotodetektori, lämpötila-anturi, PPG, kiihtyvyysanturi), 32-bittisen MCU:n ja kaksi tietoliikennemoduulia (Bluetooth ja optinen).

Niiden monikuituinen yhteistoiminnallinen tunnistus mahdollistaa monimutkaisten ihmisen liikkeiden, kuten kyykkyjen, lankkujen, askelkyykkyjen ja käsien kiertojen, tarkan ja reaaliaikaisen tunnistamisen.

Edelleen yli 60 %:n joustavuus, konepestävyys ja langaton tiedonsiirto poistavat jäykän johdotuksen rajoitukset.

Kuituihin sisältyvät joustavat välilevyt sovittavat litteiden mikrosirualustojen asettelut sylinterimäisiksi kuituarkkitehtuureiksi, mikä mahdollistaa saumattoman siruintegraation.

Spiraalimainen kuparijohdotus säilyttää sähköisen eheyden venytyksen aikana ja varmistaa kestävyyden.

Optiset linkit mahdollistavat matalan viiveen kuitujen välisen tiedonsiirron, kun taas BLE-moduulit tarjoavat pitkän kantaman langattoman verkon.

Kuiduista muodostetut älykkäät tekstiilit mahdollistavat reunalaskennan suoraan kankaissa terveyden seurantaa, urheiluanalytiikkaa ja ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusta varten. Järjestelyn hajautettu arkkitehtuuri avaa oven modulaarisille, uudelleenkonfiguroitaville ja älykkäille vaatejärjestelmille.

Tutkijoiden seuraavina toimina on viestintäprotokollien optimointi, virrankulutuksen vähentäminen ja edistyneen hajautetun oppimisen (esim. federoidun oppimisen) integrointi, jotka voisivat edelleen parantaa suorituskykyä ja sopeutumiskykyä.

Yhdistämällä laskennan ja kankaan kuitutasolla tämä työ määrittelee uudelleen puettavan elektroniikan mahdollisuudet – tasoittaen tietä seuraavan sukupolven älykkäille ja interaktiivisille tekstiileille arvioivat tutkijat tiedotteessaan.

Aiheesta aiemmin:

Ympäristöystävällisiä e-tektstiilejä

Valaiseva, itsekorjautuva ja magneettiaktiivinen robottikuitu

Kudottavia ohuita puolijohdekuituja