可编程光纤提供电力和传输数据
开发了一种可编程光纤,可以传输军装数据。这种纤维可以发电,提供有关佩戴者生理和环境暴露的重要信息,向团队提供他们的位置,并在有人受伤时提醒他们。最终,采用这种技术的制服可以为传感器供电、存储和分析收集的数据,并将数据传输到外部来源。
研究人员将数百个方形硅微尺度数字芯片放入一个预制件中,制成聚合物纤维。通过精确控制聚合物的流动,他们创造了一种在长达数十米的芯片之间具有连续电连接的纤维。
到目前为止,电子纤维一直是模拟的,承载的是连续的电信号,而不是数字的,其中离散的信息位可以在 0 和 1 中进行编码和处理。
纤维本身又细又柔韧,可以穿过针头,缝进织物,洗至少10次不坏。数字光纤可以揭示人体隐藏模式的背景,用于身体机能监测、医学推理和疾病早期检测。
数字光纤还可以在内存中存储大量信息。研究人员能够在光纤上写入、存储和读取信息,包括 767 千比特的全彩短片文件和 0.48 兆字节的音乐文件。文件可以不通电保存两个月。
光纤在光纤内存中还包括一个由 1,650 个连接组成的神经网络。在将它缝在衬衫的腋下后,研究人员使用这种纤维从穿着衬衫的人身上收集了 270 分钟的表面体温数据,并分析了这些数据如何与不同的身体活动相对应。根据这些数据进行训练,该纤维能够以 96% 的准确率确定穿着衬衫的人正在参与的活动。
这些纤维可以实时感知并提醒士兵注意健康变化,例如呼吸衰退或心律不齐,或在训练期间提供肌肉激活或心率数据。他们还可以提供士兵接触的任何毒素、接触时间长度的数据,并监测这些毒素对其生理的影响。
光纤由一个小型外部设备控制,因此下一步将设计一种新芯片作为微控制器,可以连接到光纤本身。
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