Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Sensor untuk tekstil pintar bertahan dari mesin cuci, mobil, dan palu – ScienceDaily


Pikirkan tentang kaus favorit Anda, yang telah Anda kenakan ratusan kali, dan semua pelecehan yang Anda lakukan. Anda telah mencucinya lebih dari yang Anda ingat, menumpahkannya, meregangkannya, menghancurkannya, bahkan mungkin menghanguskannya sambil bersandar di atas kompor sekali.

Kita banyak menggunakan pakaian kita dan jika tekstil pintar di masa depan akan bertahan dari semua yang kita lemparkan ke mereka, komponennya harus tangguh.

Sekarang, para peneliti dari Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences dan Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering telah mengembangkan sensor regangan yang sangat sensitif dan sangat tangguh yang dapat ditanamkan dalam tekstil dan sistem robotik lunak.

Penelitian ini dipublikasikan di Alam.

“Alat pengukur regangan lunak saat ini sangat sensitif tetapi juga sangat rapuh,” kata Oluwaseun Araromi, Rekan Peneliti dalam Ilmu Material dan Teknik Mesin di SEAS dan Wyss Institute dan penulis pertama makalah tersebut. “Masalahnya adalah kami bekerja dalam paradigma oxymoronic – sensor yang sangat sensitif biasanya sangat rapuh dan sensor yang sangat kuat biasanya tidak terlalu sensitif. Jadi, kami perlu menemukan mekanisme yang dapat memberi kami cukup untuk setiap properti.”

Pada akhirnya, para peneliti membuat desain yang terlihat dan berperilaku sangat mirip dengan Slinky.

“Slinky adalah silinder padat dari logam kaku, tapi jika dipola menjadi bentuk spiral ini menjadi lentur,” kata Araromi. “Pada dasarnya itulah yang kami lakukan di sini. Kami mulai dengan bahan curah yang kaku, dalam hal ini serat karbon, dan memola sedemikian rupa sehingga bahan tersebut menjadi dapat diregangkan.”

Polanya dikenal sebagai ular berkelok-kelok, karena pasang surutnya yang tajam menyerupai ular merayap. Serat karbon konduktif berpola kemudian diapit di antara dua substrat elastis pratrainer.

Konduktivitas listrik keseluruhan dari sensor berubah saat tepi serat karbon berpola keluar dari kontak satu sama lain, mirip dengan cara spiral individu dari sebuah slinky keluar dari kontak satu sama lain saat Anda menarik kedua ujungnya. Proses ini terjadi bahkan dengan sedikit ketegangan, yang merupakan kunci sensitivitas tinggi sensor.

Tidak seperti sensor elastis yang sangat sensitif saat ini, yang mengandalkan bahan eksotis seperti silikon atau kawat nano emas, sensor ini tidak memerlukan teknik produksi khusus atau bahkan ruang bersih. Itu bisa dibuat menggunakan bahan konduktif apa pun.

Para peneliti menguji ketahanan sensor dengan menusuknya dengan pisau bedah, memukulnya dengan palu, menabraknya dengan mobil, dan melemparkannya ke mesin cuci sepuluh kali. Sensor muncul dari setiap pengujian tanpa cedera.

Untuk menunjukkan kepekaannya, para peneliti menyematkan sensor di lengan kain lengan dan meminta peserta untuk membuat gerakan yang berbeda dengan tangan mereka, termasuk gerakan kepalan tangan, telapak tangan terbuka, dan mencubit. Sensor mendeteksi perubahan kecil pada otot lengan bawah subjek melalui kain dan algoritme pembelajaran mesin berhasil mengklasifikasikan gerakan ini.

“Fitur ketahanan dan ketahanan mekanis ini menempatkan sensor ini di posisi yang sama sekali baru,” kata Araromi.

Selongsong semacam itu dapat digunakan dalam segala hal mulai dari simulasi realitas virtual dan pakaian olahraga hingga diagnostik klinis untuk penyakit neurodegeneratif seperti Penyakit Parkinson.

Kantor Pengembangan Teknologi Harvard telah mengajukan untuk melindungi kekayaan intelektual yang terkait dengan proyek ini.

“Kombinasi sensitivitas dan ketahanan tinggi jelas merupakan keuntungan dari jenis sensor ini,” kata Robert Wood, Profesor Teknik dan Sains Terapan Charles River di SEAS dan penulis senior studi tersebut. “Tapi aspek lain yang membedakan teknologi ini adalah biaya rendah bahan penyusun dan metode perakitan. Ini diharapkan akan mengurangi hambatan untuk menyebarkan teknologi ini di tekstil pintar dan seterusnya.”

“Kami sedang menjajaki bagaimana sensor ini dapat diintegrasikan ke dalam pakaian karena antarmuka yang dekat dengan tubuh manusia yang disediakannya,” kata Conor Walsh, Profesor Teknik dan Sains Terapan Paul A. Maeder di SEAS dan salah satu penulis studi tersebut. . “Ini akan memungkinkan aplikasi baru yang menarik dengan mampu membuat pengukuran biomekanik dan fisiologis sepanjang hari seseorang, tidak mungkin dengan pendekatan saat ini.”

Penelitian ini disusun bersama oleh Moritz A. Graule, Kristen L. Dorsey, Sam Castellanos, Jonathan R. Foster, Wen-Hao Hsu, Arthur E. Passy, ​​James C. Weaver, Senior Staff Scientist di SEAS dan Joost J. Vlassak , Profesor Abbott dan James Lawrence dari Teknik Material di SEAS.

Itu didanai melalui aliansi penelitian strategis universitas dengan Tata. Aliansi 6 tahun senilai $ 8,4 juta didirikan pada tahun 2016 untuk memajukan inovasi Harvard di berbagai bidang termasuk robotika, teknologi yang dapat dikenakan, dan internet of things (IoT).

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize