نسل جدید لباس‌های هوشمند: کنترل بدون تماس، حتی زیر آب!

تصور کنید بتوانید تنها با حرکت دادن دست خود روی لباستان، یک تماس تلفنی را پاسخ دهید یا در اینترنت جستجو کنید. به لطف پیشرفتی چشمگیر در حوزه لباس‌های هوشمند، این فناوری پیشرفته و بدون نیاز به تماس فیزیکی اکنون بیش از هر زمان دیگری به واقعیت نزدیک شده است.

یک تیم بین‌المللی از دانشمندان موفق به تولید نوعی پارچه جدید شده‌اند که امکان تعامل بدون تماس را فراهم می‌کند و حتی در محیط‌های مرطوب و زیر آب نیز به‌طور مؤثر عمل می‌کند.

این نوآوری که جزئیات آن در مطالعه‌ای تجربی منتشرشده در ژورنال Communications Engineering آمده است، می‌تواند گامی بزرگ در توسعه منسوجات تعاملی باشد و مسیر را برای پیشرفت در حوزه‌هایی مانند واقعیت مجازی (VR)، تجهیزات ایمنی، و فناوری‌های پوشیدنی هموار کند.

دکتر پاسینگو لوگودا، محقق ارشد از دانشگاه ناتینگهام ترنت، در یک بیانیه مطبوعاتی گفت:

“طراحی ما می‌تواند انقلابی در منسوجات الکترونیکی، چه در لباس‌های تخصصی و چه در پوشاک روزمره، ایجاد کند. حسگرهای لمسی در منسوجات، اغلب به دلیل تماس ناخواسته با سطوح، باعث فعال‌سازی تصادفی می‌شوند. تعامل بدون تماس، این مشکل را برطرف کرده و از فرسایش و آسیب‌دیدگی جلوگیری می‌کند.”

وی افزود:

“فناوری ما برای استفاده روزمره طراحی شده است. این پارچه‌ها قابل شست‌وشو در ماشین لباسشویی هستند، دوام بالایی دارند و بر شکل و ظاهر کلی لباس تأثیر منفی نمی‌گذارند.”

لباس‌های هوشمند: آینده پوشیدنی‌های تعاملی

مدت‌هاست که منسوجات الکترونیکی به‌عنوان نسل آینده فناوری‌های پوشیدنی مطرح شده‌اند. این فناوری‌ها با ادغام حسگرها و اجزای الکترونیکی در پارچه‌ها، امکان ردیابی شاخص‌های سلامتی، تعامل انسان با ماشین، و حتی عملکردهای کنترلی را فراهم می‌کنند.

اما توسعه لباس‌های هوشمند “فعال” همواره با چالش‌هایی همراه بوده است، به‌ویژه در زمینه دوام، عملکرد در شرایط مرطوب، و جلوگیری از فعال‌سازی ناخواسته به دلیل تماس غیرعمدی.

اکنون، این تحقیق جدید که توسط دانشمندانی از دانشگاه ناتینگهام ترنت، و دانشگاه بوزن-بولزانو انجام شده، رویکردی نوین را ارائه کرده است. این روش شامل ادغام حسگرهای مغناطیسی مقاومتی بافته‌شده درون پارچه‌های معمولی است که امکان تعامل بدون تماس را فراهم می‌کنند.

حسگرهای مغناطیسی مقاومتی: کلید تعامل بدون لمس

نوآوری کلیدی این پژوهش، استفاده از حسگرهای مغناطیسی مقاومتی غول‌پیکر (GMR) است. این حسگرها قادرند میدان‌های مغناطیسی را با دقتی باورنکردنی – در حد ۳۸۰ نانوتسلا – شناسایی کنند.

این حسگرها از طریق یک تکنیک خاص موسوم به “بافت روکش‌دار” (Over braiding) درون پارچه تنیده شده‌اند و به تعامل بدون تماس اجازه می‌دهند.

کاربران می‌توانند با حرکت دادن یک شیء مغناطیسی مانند انگشتر یا مچ‌بند نزدیک به پارچه، عملکردهای مختلف را فعال کنند. این حسگرها نسبت به تغییرات چگالی شار مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند و کنترل مبتنی بر حرکات دست را ممکن می‌سازند.

برخلاف حسگرهای خازنی که ممکن است در اثر رطوبت یا نزدیکی به سایر اجسام ناخواسته فعال شوند، پژوهشگران گزارش داده‌اند که حسگرهای GMR دقت و قابلیت اطمینان بالاتری دارند.

دوام فوق‌العاده و عملکرد در محیط‌های مختلف

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این تحقیق، دوام بالای این پارچه‌های هوشمند است. نسخه‌های قبلی لباس‌های هوشمند، به‌ویژه در مواجهه با سایش مکانیکی، شست‌وشو، و کشش، دچار مشکلات عملکردی می‌شدند.

اما در این پژوهش، حسگرهای مغناطیسی مقاومتی بافته‌شده، نه‌تنها در برابر شست‌وشوی ماشینی مقاوم بوده‌اند، بلکه در محیط‌های مرطوب و حتی زیر آب نیز عملکرد مطلوبی از خود نشان داده‌اند.

این ویژگی‌ها، استفاده از این فناوری را برای کاربردهای متنوعی مانند لباس‌های ورزشی، تجهیزات غواصی، و لباس‌های حرفه‌ای برای مشاغل پرخطر که نیاز به حداقل تماس فیزیکی دارند، ایده‌آل می‌سازد.

کاربردهای عملی فناوری جدید

محققان برای نمایش قابلیت‌های این نوآوری، دو کاربرد عملی را توسعه دادند:

۱. بازوبند هوشمند برای ناوبری در واقعیت مجازی (VR)

در این پروژه، حسگرهای مغناطیسی مقاومتی درون یک آستین بافتنی ادغام شدند. کاربران می‌توانستند با استفاده از یک دستکش مجهز به آهنربا، در محیط واقعیت مجازی حرکت کنند و بدون نیاز به تماس مستقیم، با فضای مجازی تعامل داشته باشند.

۲. بند ایمنی خودنظارتی برای کلاه ایمنی

در کاربرد دوم، این فناوری در بند کلاه ایمنی به‌کار گرفته شد. این بند قادر بود به‌صورت خودکار تشخیص دهد که آیا کلاه به‌درستی روی سر قرار گرفته است یا خیر. این ویژگی می‌تواند در بهبود ایمنی محیط‌های کاری که استفاده از کلاه ایمنی الزامی است، تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد.

تأثیر گسترده بر صنایع مختلف

این فناوری می‌تواند تحولی عظیم در صنایع گوناگون ایجاد کند، از بازی‌های ویدیویی و ورزش گرفته تا مراقبت‌های بهداشتی و ایمنی صنعتی.

امکان تعامل بدون لمس در منسوجات، می‌تواند دسترسی‌پذیری و راحتی کاربران را افزایش دهد و روش‌های جدیدی برای کنترل دستگاه‌های هوشمند فراهم کند.

علاوه بر این، حسگرهای مغناطیسی مقاومتی مصرف انرژی بسیار کمی دارند، بنابراین این فناوری می‌تواند با منابع انرژی کم‌مصرف کار کند، بدون اینکه نیاز به شارژ یا تعویض مداوم باتری باشد.

آینده لباس‌های هوشمند

گام بعدی محققان، بهینه‌سازی این فناوری برای تولید در مقیاس بزرگ و بررسی کاربردهای بیشتر در حوزه‌هایی مانند پایش سلامت و فناوری‌های کمکی است.

دکتر دنیس ماکاروف، استاد مرکز HZDR و یکی از نویسندگان این مطالعه، بیان کرد:

“با ادغام این فناوری در لباس‌های روزمره، مردم قادر خواهند بود با کامپیوترها، گوشی‌های هوشمند، ساعت‌های هوشمند، و سایر دستگاه‌ها تعامل داشته باشند و لباس‌هایشان را به یک رابط کاربری پوشیدنی تبدیل کنند.”

با ادامه توسعه این فناوری، پتانسیل لباس‌های هوشمند برای متحول کردن تعامل انسان و ماشین، بی‌حدوحصر به نظر می‌رسد.