En un artículo de opinión publicado en la revista Importar , Los miembros del grupo de investigación Fibers @ MIT presentaron recientemente una visión detallada de cómo el campo de rápido crecimiento de las fibras y tejidos avanzados podría transformar muchos aspectos de nuestras vidas. Por ejemplo, "ropa inteligente" puede controlar continuamente la temperatura, ritmo cardiaco, y otros signos vitales, luego analice los datos y dé advertencias sobre posibles condiciones de salud. Encabezado por el profesor Yoel Fink, el grupo está desarrollando fibras y tejidos con propiedades computacionales avanzadas. MIT News preguntó a Ph.D. estudiante Gabriel Loke, quién fue el autor principal del artículo, junto con Fink y otros seis, para elaborar sobre la perspectiva del equipo.

P:El artículo que acaba de publicar describe una visión para una computadora de tela. ¿Podrían estas computadoras ayudar a abordar una situación de pandemia como la que enfrentamos ahora?

R:La pandemia actual ha revelado la necesidad de nuevos paradigmas para evaluar la salud de grandes poblaciones en tiempo real. Los enfoques actuales de las pruebas basadas en síntomas son indicadores rezagados, y puede compararse con conducir solo con su espejo retrovisor, en lo que respecta a la propagación de COVID-19. Entonces, ¿cómo creamos sistemas que sean predictivos, prospectivo y puede ofrecer indicadores adelantados? ¿Qué pasaría si tuviera una forma de acceder a sus signos vitales de forma continua? Podría sutil ¿Los cambios imperceptiblemente pequeños se convierten en señales tempranas de advertencia de los problemas de salud de un individuo? ¿Qué pasaría si pudiera correlacionar en el espacio y el tiempo estos cambios para una gran población, y hacerlo en tiempo real, para identificar la propagación de enfermedades?

Ningún objeto creado por humanos es más omnipresente o está más expuesto a datos más vitales que la ropa que todos usamos. ¿No sería genial si de alguna manera pudiéramos enseñar a nuestras telas a sentir, Tienda, analizar, extraer, y comunicar esta información potencialmente útil?

En esta pieza Describo los cuatro principios de esta nueva computadora. Primero, las capacidades de una sola hebra de fibra avanzarán rápidamente con el tiempo a través de nuevos diseños de materiales y enfoques de fabricación de fibra escalables. El segundo paso es el ensamblaje sinérgico de estas fibras en una tela en una posición única para capturar, Tienda, y procesar grandes cantidades de datos liberados por nuestros cuerpos. El tercero es el desarrollo de tejidos artificialmente inteligentes, donde algoritmos de aprendizaje automático especialmente diseñados y programados en los tejidos podrían descubrir y obtener nuevos conocimientos sobre patrones corporales ocultos. Cuatro, los tejidos se convierten en plataformas sofisticadas para servicios de valor agregado que atienden a una gran población.

P:Describe una posible "Ley de Moore, "que describió originalmente una duplicación de la capacidad informática cada 18 meses, para el desarrollo de tejidos computacionales. ¿Podría describir lo que quiere decir con eso?

R:Para que surja una ley de Moore para las fibras, las fibras deben estar compuestas de múltiples materiales, dispuestos con precisión dentro de una sola sección transversal de fibra para producir dispositivos de diversas funcionalidades, incluida la computación. El campo de las fibras multimateriales es joven, en relación con la tecnología de película fina para dispositivos de microchip. Pero lo que estamos viendo ahora en artículos e investigaciones es un gran crecimiento en la cantidad de funciones que puede exhibir una fibra.

Por ejemplo, En los años pasados, El método de fabricación llamado estiramiento de fibra térmica ha dado como resultado una variedad de combinaciones de materiales y funciones, incluida la monitorización de la frecuencia cardíaca y la comunicación óptica. Con la Ley de Moore para fibras, imaginamos un futuro en el que los tejidos computacionales se actualizarán constantemente con nuevas funciones y capacidades, similar a cómo siempre estamos actualizando el software en nuestras computadoras.

P:Ha presentado una visión a largo plazo y un plan para el futuro de los tejidos computacionales. ¿Cuáles considera que son los pasos a corto plazo más importantes en esa dirección que podemos esperar ver en los próximos años?

R:Lo más importante es asegurarse de que las personas, en particular estudiantes, darse cuenta de lo que está sucediendo con las telas y de lo capaces que pronto serán. En nuestro grupo, una gran cantidad de estudiantes de diferentes disciplinas están trabajando en la creación de computadoras de tela mientras hablamos. Similar a la evolución de la computadora personal, Hay grandes oportunidades para nuevas empresas e innovación en este espacio. Anticipo la entrada de fibras en el dominio digital y la introducción de entrada y salida de fibra. Las computadoras modernas están formadas por millones de puertas lógicas, por lo tanto, incorporar circuitos digitales y puertas en una fibra representa el primero de muchos pasos hacia el logro de capacidades informáticas completas en fibras y tejidos.

Segundo, para la realización de una computadora de tela, el paso significativo a corto plazo será el desarrollo de arquitecturas de tejidos que permitan que las fibras se comuniquen entre sí conservando las cualidades convencionales de los tejidos.

Finalmente, para habilitar tejidos con capacidades de inteligencia artificial, El entrenamiento de redes útiles para realizar predicciones precisas requiere grandes conjuntos de datos. Esto requiere la recopilación de grandes cantidades de datos de nuestro cuerpo. Entonces es necesario que los sensores en tejidos sean lo más sin costuras y resistentes posible para que estos sensores se puedan usar durante períodos prolongados. Trabajar en estos frentes, como mejorar la flexibilidad, lavabilidad, y los requisitos de energía de los sensores de fibra nos llevarán un paso adelante en el muestreo generalizado de datos del cuerpo humano.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.