Sợi kỹ thuật số mang đến nhiều bất ngờ trong năm 2021
Loại vải kỹ thuật số đầu tiên có thể phân tích dữ liệu đó là công trình của các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts. Theo đó, công nghệ mới được liên kết với các thuật toán học máy và có thể được sử dụng để tạo ra các loại vải thông minh ghi lại dữ liệu sức khỏe và hỗ trợ chẩn đoán y tế. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications vào đầu tháng 8 năm 2021. Sau khi sử dụng loại sợi kỹ thuật may vào quần áo, loại vải mới có thể thu thập dữ liệu về người mặc, hỗ trợ kiểm tra y tế và chẩn đoán y tế.
Loại sợi kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phát triển loại sợi kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới. Với khả năng thu thập, lưu trữ và phân tích nhiều dữ liệu. Công nghệ mới có thể kết hợp với các thuật toán học máy và tạo ra vải thông minh giúp ghi lại dữ liệu sức khỏe, hỗ trợ chẩn đoán y tế. Nghiên cứu xuất bản trên tạp chí Nature Communications hôm 3/6.
“Nghiên cứu này lần đầu tiên mang đến loại vải có khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu kỹ thuật số. Bổ sung khía cạnh thông tin mới cho vải vóc và cho phép lập trình vải theo đúng nghĩa”. Yoel Fink, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật điện tại MIT, cho biết. Cho đến nay, các sợi điện tử đều có tín hiệu analog, nghĩa là mang dòng điện liên tục. Loại sợi kỹ thuật số mới mang những mẩu thông tin riêng biệt dưới dạng các số 0 và 1 giống như máy tính.
Nhóm kỹ sư đã tạo ra nó bằng cách đặt hàng trăm chip kỹ thuật số tí hon làm bằng silicon vào phôi sợi. Sau đó, họ thêm nhựa polymer để tạo thành sợi một cách thận trọng. Quá trình này cho phép các nhà khoa học tạo ra mối liên kết không gián đoạn giữa hàng trăm chip kỹ thuật số. Loại sợi thu được mỏng và linh hoạt, có thể dễ dàng đưa vào đồ dệt may. “Khi đưa loại sợi mới vào trong một chiếc áo, bạn hoàn toàn không cảm nhận được. Bạn sẽ không biết nó có ở đó”, đồng tác giả Gabriel Loke, nghiên cứu sinh tại MIT, nói.
Khả năng của sợi kỹ thuật số
Để chứng minh khả năng của sợi kỹ thuật số, nhóm nghiên cứu sử dụng nó để lưu trữ thông tin. Bao gồm cả một bộ phim ngắn. Loại sợi mới cũng có thể thu thập dữ liệu môi trường và sinh lý. Các chuyên gia may nó vào phần nách của áo sơ mi. Và ghi lại dữ liệu về nhiệt độ bề mặt cơ thể. Khi người mặc tham gia nhiều hoạt động khác nhau. Sau đó, họ huấn luyện một thuật toán học máy để nhận ra mối quan hệ; giữa nhiệt độ với mỗi hoạt động.
Khi hoạt động lặp lại, hệ thống trí tuệ nhân tạo. Và sợi kỹ thuật số đoán được chính xác người mặc đang làm gì. Nhóm nghiên cứu cho rằng sợi kỹ thuật số sẽ có giá trị lớn với các nhà khoa học thể thao và các cuộc kiểm tra thể chất. Nó có thể cung cấp dữ liệu nguồn mở cả về số lượng lẫn chất lượng để rút ra những thông tin mới về cơ thể, Loke nhận định.
Quá trình chế tạo một sợi
Quá trình chế tạo một sợi bao gồm việc đặt hàng trăm vi chip silicon hình vuông. Vào một tấm “preform” hình chữ nhật. Các nhà khoa học làm nóng tấm preform đó. Khiến chip chảy ra thành một sợi dài. Và các chip trên sợi đều liên kết với nhau bằng dòng điện. Sợi vải chỉ được thêu vào phần nách của áo và khoác lên nhóm người thử nghiệm. Sao cho phần vải kỹ thuật số tiếp xúc với da của người mặc. Kết hợp chiếc áo công nghệ cao này với mạng trí tuệ nhân tạo vải kỹ thuật số có thể đo được thân nhiệt người tham gia thử nghiệm.
Xác định hoạt động thể chất họ đang thực hiện với độ chính xác lên đến 96%. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu còn có thể ghi lưu trữ và đọc thông tin thu được trên vải. Họ đã lưu thành công lên vải hai file, một bộ phim ngắn và một bản nhạc. File tồn tại suốt hai tháng mà không cần tới năng lượng. Miếng vải kỹ thuật số có thể chịu được 10 lần giặt mới hỏng.
