Investigadores del MIT Convierten Camisetas en Micrófonos de Alto Rendimiento con Fibras Funcionales

Una tela se comporta como un fluido, dice el profesor Yoel Fink del Instituto Tecnológico de Massachusetts, lo que explica quizás por qué los diseñadores a menudo se refieren al "flujo" de una prenda.

"Las telas que llevamos tienen pequeñas ondas pasando a través de ellas", dijo Fink, profesor de Ciencia de Materiales en el MIT. "No las vemos porque son demasiado pequeñas."

Fink y un equipo de múltiples universidades, incluyendo Rhode Island School of Design, han creado un material que captura esas diminutas ondas.

Fibra Piezoeléctrica Funcional

La fibra funcional piezoeléctrica, una vez doblada, produce un voltaje que permite procesamiento de señal y salida de datos valiosos. La información del material sensor podría soportar algún día audífonos portátiles, ropa que se comunica y prendas que rastrean signos vitales.

"Tener unas pocas fibras funcionales permite que una tela entera tome un nuevo significado", dijo Fink a Tech Briefs.

Cómo Hacer un Micrófono Basado en Tela

El material comienza como un "bloque" preforma rectangular — aproximadamente del tamaño de un rotulador grueso. Una vez calientas la preforma, puedes estirarla, estilo taffy, en tiras largas.

Fink y un grupo de investigadores probaron la sensibilidad al sonido de la fibra acoplándola a una lámina de mylar suspendida. Con láseres, los ingenieros midieron la vibración de la lámina — y por extensión, de la fibra — en respuesta a sonidos reproducidos a través de un altavoz cercano.

Los sonidos de prueba incluyeron una gama de entornos, desde bibliotecas silenciosas hasta carreteras ruidosas. La fibra vibró y generó una corriente eléctrica proporcional al sonido reproducido.

Luego, el equipo tejió la fibra con hilos convencionales para producir paneles de tela drapeable y lavable a máquina.

"Se siente casi como una chaqueta ligera — más ligera que el denim, pero más pesada que una camisa", dijo la investigadora Elizabeth Meiklejohn de Rhode Island School of Design (RISD), quien tejió la tela usando un telar estándar.

Entrevista con el Prof. Yoel Fink: El Futuro de la Computación en Telas

Tech Briefs: Mi sensación es que la ropa inteligente no ha calado necesariamente, ¿por qué crees que es así?

Prof. Yoel Fink: ¡No creo que exista aún, por eso no ha calado!

La gente se refiere a este campo como wearables, y solo señalaré que wearables es una palabra para cosas que no llevamos. La tecnología, la ingeniería e incluso la ciencia de cómo hacer que telas — verdaderas telas y fibras — hagan cosas especiales está emergiendo ahora. Ese futuro está sucediendo ahora.

La idea de que te vas a poner relojes o trastos y todo eso, creo que ha encontrado obstáculos de adopción, que limitan el horizonte de los llamados wearables.

Tech Briefs: ¿Cuáles consideras que son las deficiencias de esos wearables?

Prof. Yoel Fink: Número uno: conveniencia. Creo que preferimos caminar con la menor cantidad de cosas posible. Número dos: estética. No son muy estéticos. Número tres: propuesta de valor. No son realmente capaces de entregar, por ejemplo, los beneficios de salud que pensamos que eventualmente las telas entregarán. En esos tres aspectos hay margen de mejora.

Tech Briefs: ¿Cómo se siente llevar vuestras fibras funcionales?

Prof. Yoel Fink: La clave es interferir lo mínimo con la tela misma — hacer que se vea y sienta como una tela normal. En ese sentido, la tecnología es esencialmente imperceptible o transparente. Así que no podrías mirar esta camiseta y decir: "OK, esta camiseta es un micrófono, o esta camiseta tiene memoria, o esta camiseta es capaz de hacer computaciones", porque la tecnología está realmente a nivel de fibra.

Creo que lo importante es darnos cuenta de que lo que estamos hablando aquí es cambiar, entre otras cosas, la estética de la tecnología. Nunca entrarías y dirías: "Oh, el micrófono es este objeto de belleza". No hay museos que alberguen micrófonos, ¿verdad? Esos son objetos bastante poco atractivos, pero si te mostrara un micrófono de tela, dirías: "Oh Dios mío, esto podría ser realmente estético". No parece tecnología, pero lo es.

Tech Briefs: ¿Cómo muestran el "informe" de la fibra de forma útil para el usuario?

Prof. Yoel Fink: Donde estamos ahora: Conectamos esta fibra a un circuito. El circuito captura la información y la convierte a formato digital y permite procesamiento de señal. Hace un año, publicamos un artículo sobre una fibra digital. Esa fibría podía tomar señales analógicas y convertirlas básicamente para permitirte almacenar información digital; tiene memoria y tiene un programa de computadora. Así que ahora estás tomando una fibra que puede medir algo, y tienes otra fibra que puede almacenar y analizar. Pones estas cosas juntas, y empiezas a ver cómo una tela se va a convertir en una computadora. Y eso es lo que apuntamos. No estamos ahí aún, pero no estamos muy lejos.

Tech Briefs: ¿Qué aplicaciones tempranas imaginas para un micrófono de tela?

Prof. Yoel Fink: Nuestras fibras o telas capturan, de cierta forma, la banda sonora de nuestras vidas. Cada vez que tu corazón late, cada vez que respiras, cada vez que doblas el brazo, cada vez que caminas, cada vez que una articulación se mueve, cada vez que fluye la sangre, hay sonido. Las telas capturan todo eso. Todo ese sonido entra en una tela y se pierde durante el día.

Lo que intentamos hacer aquí es decir: "¿Podríamos hacer esa banda sonora de nuestras vidas accesible para nosotros?" Podemos escuchar nuestro corazón. Esto no es escuchar la señal eléctrica del corazón. Esto es escuchar el corazón mismo. El corazón es una bomba, y estamos escuchando las válvulas y la operación de esa bomba. Las señales eléctricas no cuentan toda la historia.

Un segundo punto: Ahora hay alguna fracción de la población que tiene problemas cardíacos. Hay una fracción mucho mayor de la población que se queda embarazada en algún momento de sus vidas. Y una de las cosas de las que hablamos es cómo monitorizar al no nacido y escuchar la forma en que el no nacido se comunica — a través de sus sonidos y su movimiento y también a través de su corazón. Poder escuchar el corazón del no nacido nos dará tremenda información sobre su salud y bienestar.

Por último pero no menos importante: Los grupos que tienen deficiencias auditivas, que somos todos. Todos eventualmente tendremos deficiencias auditivas. Los audífonos funcionan en entornos silenciosos, no en ruidosos.

La razón por la que tenemos dos orejas y dos ojos es porque nos permite tener sentido de profundidad y direccionalidad. Para la audición, eso nos permite sentarnos en un bar para escuchar a la persona con la que hablamos aunque el bar sea mucho más ruidoso. Al tener múltiples fibras en una tela, mostramos en el artículo que podríamos discernir la dirección del sonido. Pensamos que eso podría ser realmente transformador para personas que tienen audífonos y quieren impartir una capacidad direccional a esos audífonos.

Tech Briefs: ¿Qué sigue?

Prof. Yoel Fink: ¡Se llama Computación en Telas!

Ahora estoy enseñando un curso en el MIT llamado Computing Fabrics donde mostramos cómo el mundo de la computación y el mundo de las telas están convergiendo, y creo que eso tendrá tremendas implicaciones para el futuro de todos nosotros. Los días de la computadora o teléfono en una caja de cristal en nuestro bolsillo o bolso están contados. El futuro de la computación está en las telas.