NUS ekibi yıkanabilir dokunmatik ekranı kumaş kol içine dokudu

Elden dokunmuş bir ekran

Singapur Ulusal Üniversitesi'ndeki (NUS) araştırmacılar, kendi LED'lerini ve dokunma sensörlerini taşıyan elektronik fiberler kullanarak doğrudan giysinin içine bir dokunmatik ekran inşa etti. Designboom'a göre, Doçent Tural Khudiyev liderliğindeki ekip, 54 adet bu fiberi bir kumaşın ön kol kısmına geçirerek; görüntü ve video gösteren, parmak dokunuşlarını algılayan, kablosuz olarak diğer cihazlara bağlanan ve tüm bunları sıradan bir kumaş gibi davranarak yapan esnek bir ekran elde etti.\n Bu yaklaşım, çoğunlukla küçültülmüş bir cihazı vücuda takan mevcut giyilebilir teknolojilerden farklıdır. Burada ekran ve dokunma işlevleri, her biri kabaca bir milimetre kalınlığındaki ipliklerin kendi içindedir; böylece giysinin katı bir ekran panele ihtiyacı kalmaz.

Bir ipliği devreye dönüştürmek

Devre kartları düzdür; bu da bileşenleri ve kablo bağlantılarını iki boyutlu olarak yerleştirmeyi kolaylaştırır. Bir fiber ise dar ve silindiriktir; bir ekranın ihtiyaç duyduğu bağlantılara neredeyse hiç yer bırakmaz. NUS ekibi bunu, binlerce mikroelektronik cihazı tek bir fiber boyunca zincirleyen bir bağlantı mimarisiyle çözdü.

Süreç, ince yalıtılmış tellerle başlıyor. Bir lazer telin yüzeyindeki seçili noktaları açığa çıkarıyor ve kontrollü ıslatma, erimiş lehimi tam olarak bu noktalara yönlendirerek komşu bölgeleri kısa devre yapmadan elektriksel birleşimler oluşturuyor. Designboom'un aktardığına göre ekip, bu yöntemle 5.000'den fazla çipi 20.000'in üzerinde bağlantıyla fiberlere entegre etti.

Bağlanan LED'ler daha sonra ısıl çekme süreciyle çok katmanlı bir fiberin içine gömülüyor; sonuç, çapı yaklaşık bir milimetre, uzunluğu on metre olan bir iplik. Işık yayan elemanların altında dokunmaya duyarlı bir katman bulunuyor: fiber'e basıldığında devre tamamlanıyor, sistem temasın nerede olduğunu hesaplıyor ve en yakın piksel yanıyor. Böylece ekran ve girdi, sonradan eklenen parçalar aracılığıyla değil, aynı ipliğin içinde gerçekleşiyor.

Kumaş kol neler yapabiliyor

Prototipteki 54 fiberin her biri 96 LED taşıyor ve bunlar birleşerek 168 x 105 milimetre ölçülerinde 96x54 piksellik bir ekran oluşturuyor. Ekran, saniyede 30 kare hızında ve 8 bit renk derinliğiyle yenileniyor; bu, bir akıllı telefondan mütevazı olsa da video ve fotoğraf oynatmaya, hesap makinesi ve pusula çalıştırmaya, Bluetooth üzerinden görüntü almaya, sesli komutlara yanıt vermeye ve yönelimi ile parlaklığı otomatik ayarlamaya yetiyor.

Kol ayrıca mikrofon, hoparlör ve hareket, sıcaklık, manyetik yönelim ile ortam ışığı için sensörler taşıyan ekstra fiberler barındırıyor. Kolun altına yerleştirilen sıcaklık algılayan bir iplik, vücut sıcaklığını okuyup sonucu doğrudan kumaş üzerinde gösterebiliyor. Çoklu dokunma çalışıyor ve her piksel fiberin kendi kontrol kanalı olduğu için bir hattaki arıza diğerlerini mutlaka kesintiye uğratmıyor.

Yıkanmaya dayanacak şekilde üretildi

Dayanıklılık rakamları en çarpıcı kısım. Araştırmacılar, ekranın deterjanla 50 makine yıkama döngüsünden ve beş milimetre yarıçaplı 1.000 bükülmeden sonra ışık çıkışını ve dokunma yanıtını neredeyse değiştirmeden koruduğunu bildiriyor. Tekstilin pamuk, polyester ve kot kumaşı kadar nefes aldığı ve yerleşik cilt teması güvenlik sınırları içinde kaldığı belirtiliyor.

Neden önemli

Şimdiye kadarki giyilebilir bilgisayarların çoğu, mevcut cihazları küçültüp bileklere veya yüzlere taktı. Bu çalışma başka bir yere işaret ediyor: hiç ayrı ekran olmadan, zaten giyen kişiyle temas halinde olan malzemenin içine inşa edilmiş arayüzlere.

Sağlık, ekibin öne çıkardığı uygulama alanı. Fizyolojik sensörler taşıyan fiberler verileri sürekli toplayabilir ve sonuçları giysinin kendisinde gösterebilir; araştırmacılar böyle sistemlerin yapay zekâ ile eşleştirilmesinin kişiselleştirilmiş izleme ve geri bildirimi destekleyebileceğini öne sürüyor, ancak bu, mevcut prototipin gösterdiği bir şey değil, açıklanan gelecek yönü.

Ekip için sonraki adımlar daha yüksek çözünürlük, ek algılama işlevleri ve cihaz üzerinde yapay zekâ. Bu hedefler aynı zamanda laboratuvar ortamındaki bir kol ile raflara çıkacak bir ürün arasındaki mesafeye de işaret ediyor: 96x54'lük bir panel telefon ekranından çok uzak ve 50 yıkama döngüsü etkileyici olsa da yıllarca günlük kullanımın değil, bir başlangıç ölçütü. Yine de sıradan bir kumaşın dokunmatik girdili çalışan bir ekranı barındırabildiğinin kanıtı olarak NUS fiberleri, giysinin bir bilgisayar arayüzü olmasına giden yolda gerçek bir adımı temsil ediyor.