El bordado 3D se une a la IA:sensores táctiles de tela para el control de dispositivos inteligentes

Universidad Estatal de Carolina del Norte, Raleigh, Carolina del Norte

El sensor está fabricado a partir de hilos compuestos por dos materiales triboeléctricos, uno con carga eléctrica positiva y otro con carga negativa, que se integraron en tejidos textiles convencionales mediante máquinas de bordar. (Imagen:NCSU)

Un nuevo estudio de la Universidad Estatal de Carolina del Norte combina técnicas de bordado tridimensional con aprendizaje automático para crear un sensor basado en tela que puede controlar dispositivos electrónicos mediante el tacto.

A medida que el campo de la electrónica portátil gana más interés y se agregan nuevas funciones a la ropa, un sensor o “botón” basado en bordado capaz de controlar esas funciones se vuelve cada vez más importante. Integrado en el tejido de una prenda de vestir, el sensor puede activar y controlar dispositivos electrónicos como aplicaciones móviles completamente mediante el tacto.

El dispositivo se compone de dos partes:el propio sensor de presión bordado y un microchip que procesa y distribuye los datos recogidos por ese sensor. El sensor es triboeléctrico, lo que significa que se alimenta a sí mismo utilizando la carga eléctrica generada por la fricción entre sus múltiples capas. Está elaborado a partir de hilos formados por dos materiales triboeléctricos, uno con carga eléctrica positiva y otro con carga negativa, que se integraron en tejidos textiles convencionales mediante máquinas de bordar.

Rong Yin, autor correspondiente del estudio, dijo que era importante acertar con la estructura tridimensional del sensor.

"Debido a que el sensor de presión es triboeléctrico, necesitaba tener dos capas con un espacio entre ellas. Ese espacio fue una de las partes difíciles del proceso, porque usamos bordado que generalmente es bidimensional. Es una técnica para decorar telas", dijo. "Es un desafío crear una estructura tridimensional de esa manera. Al usar un espaciador, pudimos controlar el espacio entre las dos capas, lo que nos permite controlar la salida del sensor".

Luego, los datos del sensor de presión se envían al microchip, que es responsable de convertir esa entrada sin procesar en instrucciones específicas para cualquier dispositivo conectado. Los algoritmos de aprendizaje automático son clave para garantizar que esto funcione sin problemas, dijo Yin. El dispositivo debe poder distinguir entre gestos asignados a diferentes funciones, así como ignorar cualquier entrada involuntaria que pueda surgir del movimiento normal de la tela.

"A veces los datos que adquiere el sensor no son muy precisos y esto puede suceder por todo tipo de razones", dijo Yin. "A veces los datos se verán afectados por factores ambientales como la temperatura o la humedad, o el sensor toca algo por error. Al utilizar el aprendizaje automático, podemos entrenar el dispositivo para que reconozca ese tipo de cosas.

"El aprendizaje automático también permite que este dispositivo muy pequeño realice muchas tareas diferentes, porque puede reconocer diferentes tipos de entradas".

Los investigadores demostraron este reconocimiento de entrada desarrollando una aplicación móvil sencilla de reproducción de música que se conectaba al sensor a través de Bluetooth. Diseñaron seis funciones para la aplicación:reproducir/pausar, siguiente canción, última canción, subir volumen, bajar volumen y silencio, cada una controlada mediante un gesto diferente en el sensor. Los investigadores pudieron utilizar el dispositivo para otras funciones, incluida la configuración e introducción de contraseñas y el control de videojuegos.

La idea aún se encuentra en sus primeras etapas, dijo Yin, ya que la tecnología de bordado existente no es capaz de manejar fácilmente los tipos de materiales utilizados en la creación del sensor. Aún así, el nuevo sensor representa otra pieza del rompecabezas de la electrónica portátil en desarrollo, que seguramente seguirá despertando interés en el futuro cercano.

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