نخستین نمایشگر لمسی درون لباس ساخته شد؛ آستینی که ویدیو پخش می‌ کند

پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور نخستین نمایشگر لمسی تعبیه‌شده درون لباس را ساخته‌اند که علاوه بر نمایش تصاویر و ویدیوها می‌تواند به لمس انگشتان واکنش نشان دهد.

به گزارش سرویس فناوری تک‌ناک، این فناوری جدید با استفاده از فیبرهای الکترونیکی بسیار نازک توسعه یافته است و می‌تواند لباس‌های معمولی را به نمایشگرهای تعاملی تبدیل کند. پژوهشگران دانشکده طراحی و مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) موفق شده‌اند فیبرهایی بسازند که هم‌زمان نقش پیکسل نمایشگر را ایفا می‌کنند و قابلیت تشخیص لمس را دارند.

این گروه پژوهشی با ادغام ۵۴ فیبر الکترونیکی در آستین یک لباس، نمایشگری ساخته است که علاوه بر نمایش محتوای تصویری، امکان تعامل مستقیم کاربر با دستگاه‌های دیجیتال را فراهم می‌کند. این لباس با وجود برخورداری از قطعات الکترونیکی، همچنان انعطاف‌پذیر، قابل شست‌وشو و دارای قابلیت عبور هوا است.

استادیار خدی‌یف، از اعضای گروه پژوهشی توضیح داد که موفقیت این پروژه به توانایی ساخت رابط کاربری گرافیکی با استفاده از اجزای الکترونیکی به شکل فیبر وابسته بوده است. این فیبرها از نظر ظاهری به نخ‌های معمولی شباهت دارند، اما قابلیت‌های الکترونیکی پیشرفته مستقیما در ساختار آنها تعبیه شده است.

این دستاورد می‌تواند زمینه تولید لباس‌هایی را فراهم کند که اطلاعات سلامت کاربران را نمایش می‌دهند و بدون نیاز به نمایشگرهای سخت، امکان ارتباط با دستگاه‌های دیجیتال را فراهم می‌کنند.

بیشتر بخوانید: ساخت ماده نامرئی برای مقابله با جعل اسکناس و گذرنامه

فناوری ساخت با استفاده از فیبرهای الکترونیکی

نمایشگرهای متداول در گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها معمولا از پنل‌های تخت و سخت برای نمایش اطلاعات و ارائه رابط کاربری گرافیکی استفاده می‌کنند. در مقابل، پارچه‌ها از رشته‌های یک‌بعدی بافته می‌شوند و تاکنون امکان ایجاد نمایشگرهای تمام‌رنگی و حساس به لمس با استفاده از ساختار مشابه نخ‌های معمولی وجود نداشت.

پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور برای غلبه بر این محدودیت در نمایشگر لمسی درون لباس، روشی برنامه‌پذیر توسعه داده‌اند که امکان ایجاد نقاط اتصال الکتریکی را در امتداد سیم‌های بسیار نازک و عایق‌شده فراهم می‌کند.

در این فرایند، پرتو لیزر نقاط مورد نیاز را برای اتصال ریزتراشه‌ها مشخص می‌کند. سپس با کنترل ویژگی ترشوندگی سطح، لحیم مذاب فقط در نقاط تعیین‌شده قرار می‌گیرد و اتصالات الکتریکی ایجاد می‌شوند.

این روش به پژوهشگران اجازه داده است بیش از ۵ هزار تراشه را از طریق بیش از ۲۰ هزار اتصال الکتریکی به یکدیگر متصل کنند.

در مرحله بعد، نوار حاوی چراغ‌های LED دیجیتال با استفاده از روش کشش حرارتی (Thermal Drawing) درون یک فیبر چندلایه قرار گرفته است. این فرایند امکان ایجاد لایه‌های پیکسلی و حساس به لمس را در رشته‌ای با ضخامت تنها یک میلی‌متر و طول ۱۰ متر فراهم می‌کند.

لایه‌ای که زیر چراغ‌های LED قرار دارد، وظیفه تشخیص تماس انگشت را بر عهده می‌گیرد. هنگامی که کاربر فیبر را فشار می‌دهد، مدار الکتریکی بسته می‌شود و سیگنال ایجادشده محل دقیق لمس را مشخص می‌کند. سپس نزدیک‌ترین پیکسل به محل تماس روشن می‌شود.

خدی‌یف توضیح داد که ساخت مدارهای پیچیده درون فیبرها به دلیل ساختار یک‌بعدی و تقارن محوری آنها دشوار است. با وجود این‌، پژوهشگران با توسعه معماری جدید اتصالات الکتریکی توانسته‌اند هزاران قطعه میکروالکترونیکی را در امتداد یک رشته ادغام کنند.

بیشتر بخوانید: نخستین جراحی موفق با هدست ویژن پرو اپل انجام شد

مشخصات نخستین نمایشگر لمسی درون لباس

نمونه اولیه این فناوری از ۵۴ فیبر پیکسلی تشکیل شده است که در بخش ساعد آستین یک لباس قرار گرفته‌اند. هر فیبر دارای ۹۶ چراغ LED است و مجموعه آنها نمایشگری با وضوح ۹۶ در ۵۴ پیکسل ایجاد می‌کند.

این نمایشگر ابعادی برابر با ۱۶۸ در ۱۰۵ میلی‌متر دارد و می‌تواند تصاویر را با نرخ ۳۰ فریم بر ثانیه و عمق رنگ ۸ بیتی نمایش دهد. این مشخصات امکان پخش تصاویر و محتوای ویدیویی را مستقیما روی سطح لباس فراهم می‌کنند.

یکی از ویژگی‌های مهم این طراحی، استفاده از کانال کنترلی مستقل برای هر فیبر است. به همین دلیل، خرابی یا اختلال در عملکرد یکی از رشته‌ها باعث از کار افتادن سایر بخش‌های نمایشگر نمی‌شود.

همچنین این سامانه قابلیت تشخیص چند لمس هم‌زمان را دارد و می‌تواند بدون استفاده از نمایشگرهای سخت و متداول، فرمان‌های لمسی کاربر را دریافت کند.

پژوهشگران علاوه بر فیبرهای پیکسلی، رشته‌های الکترونیکی دیگری نیز با همین روش ساخته‌اند که تجهیزات مختلفی را در خود جای می‌دهند. این تجهیزات شامل میکروفون، بلندگو و حسگرهای تشخیص حرکت هستند.

حسگرهای دیگری نیز برای شناسایی جهت شمال مغناطیسی، اندازه‌گیری دمای محیط و سنجش میزان روشنایی اطراف در ساختار لباس ادغام شده‌اند.

همچنین آستین هوشمند می‌تواند به‌ صورت بی‌سیم با دستگاه‌های دیگر ارتباط برقرار کند. این ویژگی در کنار قابلیت نمایش اطلاعات و تشخیص لمس، امکان استفاده از لباس به‌ عنوان رابطی مستقیم میان کاربر و تجهیزات دیجیتال را فراهم می‌کند.

دانشگاه ملی سنگاپور اعلام کرده است که این فناوری می‌تواند مسیر توسعه نسل جدیدی از پوشاک هوشمند را هموار کند که قابلیت‌های نمایشگر، حسگر و تجهیزات ارتباطی را بدون نیاز به پنل‌های سخت در ساختار پارچه ادغام می‌کنند.

بیشتر بخوانید: ساخت سیلیکون فوق خالص ۹۹.۹۹۹۹ درصدی برای نسل جدید کامپیوترهای کوانتومی