Fibra digital programable

Los investigadores han creado una fibra con capacidades digitales que puede detectar, almacenar, analizar e inferir actividad después de coserla en una camisa. Los tejidos digitales descubren el contexto de los patrones ocultos en el cuerpo humano que podrían usarse para monitorear el rendimiento físico, la inferencia médica y la detección temprana de enfermedades.

Hasta ahora, las fibras electrónicas han sido analógicas, que transportan una señal eléctrica continua, en lugar de digitales, donde los bits discretos de información se pueden codificar y procesar en 0 y 1. La nueva tela almacena y procesa datos digitalmente, agregando una nueva dimensión de contenido de información a los textiles y permitiendo programar las telas.

La nueva fibra se creó colocando cientos de chips digitales cuadrados de microescala de silicio en una preforma que luego se usó para crear una fibra de polímero. Al controlar con precisión el flujo de polímero, los investigadores pudieron crear una fibra con una conexión eléctrica continua entre los chips en una longitud de decenas de metros. La fibra en sí es delgada y flexible y puede pasarse por una aguja, coserse en telas y lavarse al menos 10 veces sin romperse.

Una fibra digital ofrece una forma de controlar elementos individuales dentro de una fibra, desde un punto al final de la fibra. Los investigadores idearon un método de direccionamiento digital que les permite "activar" la funcionalidad de un elemento sin activar todos los elementos.

Una fibra digital también puede almacenar mucha información en la memoria. Los investigadores pudieron escribir, almacenar y leer información en la fibra, incluido un archivo de película corta a todo color de 767 kilobits y un archivo de música de 0,48 megabytes. Los archivos se pueden almacenar durante dos meses sin electricidad.

La fibra también da unos pasos hacia la inteligencia artificial al incluir, dentro de la memoria de la fibra, una red neuronal de 1.650 conexiones. Después de coserlo alrededor de la axila de una camisa, los investigadores usaron la fibra para recopilar 270 minutos de datos de temperatura corporal superficial de una persona que usaba la camisa y analizaron cómo estos datos se correspondían con diferentes actividades físicas. Entrenada con estos datos, la fibra pudo determinar con un 96 % de precisión la actividad que realizaba la persona que la usaba.

Agregar un componente de IA a la fibra aumenta aún más sus posibilidades. Los tejidos con componentes digitales pueden recopilar información en todo el cuerpo a lo largo del tiempo, y estos abundantes datos son perfectos para los algoritmos de aprendizaje automático. Este tipo de tejido podría proporcionar datos de código abierto de cantidad y calidad para extraer nuevos patrones corporales.

Con este poder analítico, las fibras algún día podrían detectar y alertar a las personas en tiempo real sobre cambios en la salud, como un declive respiratorio o latidos cardíacos irregulares, o proporcionar datos de activación muscular o frecuencia cardíaca a los atletas durante el entrenamiento. La fibra está controlada por un pequeño dispositivo externo, por lo que el siguiente paso será diseñar un nuevo chip a modo de microcontrolador que pueda conectarse dentro de la propia fibra.