Mikrofon od tkanine može slušati svijet - i vaše tijelo
Istina je - istraživači s Massachusetts Institute of Technology i Rhode Island School of Design napravili su mikrofon od doslovno cijele tkanine. Njihov mikrofon od tkanine može detektirati i odašiljati zvučne valove, a zatim ih pretvoriti u električne signale unutar same tkanine. Iako tkanina može prenositi zvučne i električne signale, na kraju je potreban vanjski hardver za obradu tih signala.
Odjeća koju nosimo tihi je stražar našeg svakodnevnog brbljanja i posvećena je događajima u našem tijelu. "Ona čuje sve," od našeg daha do krvi koja nam kola kroz vene do otkucaja naših srca, kaže autor studije Yoel Fink, znanstvenik materijala i inženjer elektrotehnike na Massachusetts Institute of Technology. On smatra da se nosivi mikrofon može koristiti kao senzor za ispitivanje unutarnjeg zvučnog okruženja našeg tijela, što bi moglo imati odjekujuće implikacije u nadzoru zdravstvene skrbi. "U principu, možemo li osobi dati pristup zvučnoj podlozi njezina života?" predlaže Fink.
Zvuk se prenosi zrakom kao tlačni valovi. Veličina tih fluktuacija tlaka lebdi na manje od milijuntog dijela atmosferskog tlaka - te se male vibracije mjere redom nanometara. Ipak, naše uši ih tako dobro hvataju. Složeni strojevi koji čine naše uši pretvaraju talase zvučnih valova koji udaraju u bubnjić u električne signale koje mozak tumači, omogućujući nam da shvatimo svoj svijet.
Inspiriran konstrukcijom uha, Finkov tim osmislio je tkaninu koja može na sličan način bubnjati u prisutnosti zvučnih valova. Dok većina tkanina prigušuje zvuk - razmislite o tome kako su unutrašnjost koncertnih dvorana i kazališta obično obložena prostirkama i velurom kako bi ugušili odjeke - Finkov tim nastojao je stvoriti materijal koji bilježi beskonačno male akustične vibracije i zadržava ih. "Htjeli smo nešto što se savija s valovima", kaže Fink, za razliku od krute drvene daske koja klacka na površini vode. "Ako stavite balvan u vodu, trupac se može popeti gore-dolje, ali se neće saviti s valovima." Ono što su istraživači umjesto toga izradili više nalikuje dojmljivim morskim algama. "Stvorili smo vlakno koje je fleksibilno, ali i kada se savija, stvara električni krug", dodaje.
Ključ za dizajn istraživača je nit koja je protkana piezoelektričnim polimerom i nanočesticama. Oba ova materijala mogu generirati električni naboj kada su deformirani, kao što je pod naletom vibracija iz okoline. Kada zvučni valovi prisile ove piezoelektrične komponente da se trzaju, kao odgovor proizvode električnu energiju. Slojevi električno vodljivog polimera i bakrenih mikrožica ugrađenih u niti prenose ovu električnu struju duž duljine niti za eventualno očitavanje signala. Cijelo vlakno je zatvoreno u čvrstu gumenu oblogu koja koncentrira vibracije na piezoelektrično središte niti i povećava osjetljivost niti na zvuk. Dobiveni filament je samo djelić milimetra, oko deset puta deblji od ljudske kose ili vunene niti.
Istraživači su ovo vlakno utkali u tkaninu, pretvarajući cijelu plahtu u jedan divovski bubnjić. Fink procjenjuje da je jedna, ugrađena nit duga četiri inča dovoljna da pretvorimo našu odjeću u uređaj za slušanje. A tkanina je nosiva i periva u perilici.
Ušivajući tkaninu u majice, istraživači su demonstrirali nekoliko primjena njihovog materijala. Odjeća je mogla razaznati zvukove šuštanja lišća, cvrkuta ptica i pljeskanja rukama. Eksperimenti su pokazali da je tkanina dovoljno osjetljiva da izmjeri smjer iz kojeg dolazi pljesak. Na obrnuti način, tkanina je također mogla emitirati zvuk koji čak i oni koji ga nose mogu čuti bez pomoći i izravno iz same odjeće.
Štoviše, materijal bi mogao funkcionirati kao stetoskop na koži. Odmarajući se na srcu, tkanina bi mogla slušati srčane signale, što bi potencijalno moglo prenijeti informacije o zdravlju korisnika. Fink zamišlja budućnost u kojoj bi se odjeća mogla koristiti za praćenje zdravlja fetusa kod budućih majki.
Istraživanje je jedan korak prema realizaciji računala na tkanini, što je Finkov dugogodišnji cilj. Osim što će oponašati računalni audio sustav na tkanini, nada se da će izraditi druge digitalne operacije, poput pohrane informacija i obrade signala na tkanini. Prijenosna računala ne moraju biti kutijastog dizajna, poput naših telefona i tableta - mogu biti dio svakodnevnog nošenja, kaže on.
"Bogatstvo emocionalne dimenzije povezane s tkaninama i njihovom estetikom bogato je koliko i ljudska povijest", kaže Fink. Najnoviji rad njegovog tima oduševljava svojom fascinacijom ugradnjom tehnologije u modu. "Računala će stvarno postati tkanine", kaže on. "Približavamo se tome."
Izvor: Popular Science