Programmerbare fibre kan samle, analysere og sende data – i første omgang fra militære uniformer.
Programmerbare fibre kan samle, analysere og sende data – i første omgang fra militære uniformer.

Program­merer fibrene i klærne til å sjekke helsa

Intelligente fibre sys inn i klærne for å overvåke både helsa innenfor og miljøet utenfor.

Forskningen er militær, men resultatene kan brukes like godt av alle som anstrenger seg eller ferdes i farlige omgivelser.

– Denne og annen forskning som er på vei, kan revolusjonere uniformene til soldater, sier James Burgess i en pressemelding.

Slik presenterer de amerikanske hærforskerne arbeidet sitt.

Lagrer og tolker

Burgess er programansvarlig for den amerikanske hærens forskningslaboratorium.

Det er hærens institutt for soldat-nanoteknologi ved MIT, Massachusetts Institute of Technology, som har utviklet de første digitale fibrene. De kan lese av, lagre, analysere og tolke aktivitetene til den som har på seg klesplagget som de er sydd inn i.

– Vi kan utstyre soldatene våre med uniformer som kan skape energi, gi dem informasjon om fysiologi og miljøeksponeringer, gi beskjed om hvor de er og varsle hvis de blir skadet. Alt dette kan gjøres med veldig liten økning i den vekten som soldatene må bære på, sier Burgess.

Lette

Forskerne har plassert hundrevis av mikrobrikker av silikon inn i formen som fibrene lages i. Dermed kunne de lage polymerfibre med flere titalls meter ubrutt elektrisk forbindelse mellom brikkene.

De intelligente fibrene er så tynne og bøyelige at de kan tres gjennom et nåløye.
De intelligente fibrene er så tynne og bøyelige at de kan tres gjennom et nåløye.

Fibrene er tynne og fleksible og kan tres gjennom et vanlig nåløye. De kan vaskes i hvert fall ti ganger uten å ryke.

– Når du syr inn fibrene i en skjorte, kjenner du dem ikke i det hele tatt. Du vet ikke om de er der eller ikke, sier Gabriel Loke, som tar doktorgraden på prosjektet ved MIT.

Film og temperatur

For å teste hvor mye fibrene kan holde styr på, har forskerne lagret en kort film i fire farger og en musikkfil på en halv megabyte i dem. Filene kan lagres i to måneder uten at de trenger strøm.

Forskerne har også registrert overflatetemperaturen på kroppen til brukeren gjennom 270 minutter og sett på hvordan den henger sammen med forskjellige fysiske aktiviteter. Så har fibrene analysert dataene og kunnet fastslå med 96 prosent sikkerhet hvilken aktivitet brukeren har holdt på med.

Dermed kan de varsle om alt fra pusteproblemer til uregelmessig hjerterytme. De kan også fortelle om soldatene blir utsatt for giftige stoffer, hvor lenge og hvordan de reagerer fysisk.

Dyre og tåler lite

– Utfordringene er slitestyrke og kostnader, forklarer Øystein Wiggen. Sintf-forskeren har arbeidet med intelligente klær siden 2008. Men nettopp på grunn av slitestyrken og kostnadene har ikke teknologi i klærne tatt helt av.

Han advarer også mot å tro at intelligente fibre i en jakke eller en genser kan måle både miljøet og kroppen:

Teknologiske klær har ikke tatt helt av, ikke minst fordi de tåler lite slitasje og er dyre, sier Øystein Wiggen.
Teknologiske klær har ikke tatt helt av, ikke minst fordi de tåler lite slitasje og er dyre, sier Øystein Wiggen.

– Jo lenger unna en person sensoren er, jo vanskeligere er det å få gode målinger. Det beste er ting som du har tett på kroppen – sensorer som vi rett og slett taper rett på huden, sier han.

Sensorer som skal måle omgivelsene, derimot, gjør den beste jobben hvis de sitter helt ytterst.

Wiggen forteller om målere som kan følge med på temperatur, hjertefrekvens og andre data og logge dem i opptil seks døgn. Han har ikke lest artikkelen om de digitale fibrene, men understreker at den militære forskningen kan overføres direkte til sivile klær.

Bør kombinere sensorer

Hvis du noen gang har prøvd å sammenligne hvor langt helseappen på telefonen din sier at du har gått med hvor langt treningsappen på den samme telefonen sier at du har gått, så har du sett at forskjellene kan være store. Ikke minst når dataene er hentet fra forskjellige kilder – som for eksempel skrittelling og GPS.

– Hvis du klarer å kombinere sensorer, gir det mye større effekt. Hvis du har på deg en pulsmåler, sier den noe om intensitet. Men hvis du er ekstremt stresset, eller hvis du har sittet og sett på Jakob Ingebrigtsen løpe 1500 meter i OL, så kan du få veldig høy puls selv om du bare sitter i ro, forklarer Wiggen.

Har du samtidig en sensor som forteller om du beveger deg, så finner du ut om du har høy puls fordi du er stresset eller fordi du er ute og jogger.

Referanse:

Gabriel Loke m.fl.: Digital electronics in fibres enable fabric-based machine-learning inference. Nature Communications, juni 2021, doi: 10.1038/s41467-021-23628-5

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?

Powered by Labrador CMS