Fibras digitais criam roupas programáveis e inteligentes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/06/2021

As fibras podem ser incorporadas em tecidos comuns.
[Imagem: Roni Cnaani]

Tecidos programáveis

Pesquisadores criaram a primeira fibra com capacidade de operação digital, capaz de sentir, armazenar, analisar e inferir sua própria atividade, mesmo depois de ela ser costurada em uma roupa.

As fibras digitais expandem em muito as possibilidades dos sensores, viabilizando a fabricação de tecidos capazes de analisar o corpo humano em tempo real, para monitoramento da saúde, do desempenho físico, para a detecção precoce de doenças e até para tratamentos médicos.

As fibras eletrônicas construídas até agora eram todas analógicas - elas transportam um sinal óptico ou elétrico contínuo. Uma fibra digital permite codificar e processar bits discretos de informação - 0s e 1s - de forma direta, simplificando muito o projeto das chamadas roupas inteligentes.

"Este trabalho representa a primeira realização de um tecido com a capacidade de armazenar e processar dados digitalmente, adicionando uma nova dimensão de conteúdo de informação aos têxteis e permitindo que os tecidos sejam literalmente programados," disse o professor Yoel Fink, do MIT.

Fibra digital

A nova fibra foi criada colocando centenas de microeletrodos de silício em uma pré-forma, que foi então usada para criar uma fibra de polímero, pelo mesmo processo com que são feitas as fibras ópticas.

Controlando com precisão o fluxo do polímero, os pesquisadores conseguiram criar uma fibra com conexão elétrica contínua entre as micropartículas ao longo de dezenas de metros.

A fibra em si é fina e flexível e pode ser passada por uma agulha, costurada em tecidos e lavada pelo menos 10 vezes sem quebrar.

E, mais importante, é possível controlar os elementos individuais dentro da fibra a partir de suas extremidades. "Você pode pensar em nossa fibra como um corredor, e os elementos são como quartos, e cada um deles tem seus próprios números de quarto digitais exclusivos," comparou o pesquisador Gabriel Loke.

Uma fibra digital também pode armazenar muitas informações na memória: Os pesquisadores escreveram, armazenaram e leram informações na fibra, incluindo um filme de curta-metragem colorido de 767 kilobits e um arquivo de música de 0,48 megabyte - os arquivos ficaram armazenados por até dois meses, sem nenhum consumo de energia.

Cada elemento da fibra digital pode ser endereçado individualmente, sem interferir com os outros.
[Imagem: Gabriel Loke et al. - 10.1038/s41467-021-23628-5]

Inteligência artificial na roupa

E não se trata apenas de armazenamento digital de dados: A fibra digital também avança alguns passos em direção à inteligência artificial embutida nas roupas.

Em um dos experimentos, a equipe inseriu em uma fibra uma rede neural de 1.650 conexões. Depois de costurá-la ao redor do punho de uma camisa, eles usaram a fibra para coletar 270 minutos de dados da temperatura corporal da superfície de um dos membros da equipe. Treinada nesses dados, a fibra foi capaz de determinar com 96% de precisão em qual atividade física a pessoa que a usava estava envolvida.

Com essa capacidade analítica embutida, as fibras poderiam detectar e alertar as pessoas em tempo real sobre alterações fisiológicas, como queda no ritmo respiratório ou batimento cardíaco irregular. Mas a equipe sugere também algumas ideias mais ousadas, como um vestido de noiva que armazene a música do casamento e toque em volta da noiva durante toda a cerimônia.

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