Dengan Serat Fungsional, Kemeja Menjadi Mikrofon yang Berharga

Kain berperilaku seperti cairan, kata profesor Yoel Fink dari Massachusetts Institute of Technology, yang mungkin menjelaskan mengapa desainer bahkan sering merujuk pada "aliran" pakaian.

“Kain yang kami kenakan memiliki gelombang kecil yang melewatinya,” kata Fink, seorang profesor Ilmu Material di MIT. “Kami tidak melihatnya karena terlalu kecil.”

Fink dan tim dari berbagai universitas, termasuk Rhode Island School of Design, telah membuat bahan yang menangkap gelombang kecil tersebut.

Serat piezoelektrik fungsional, setelah ditekuk, menghasilkan tegangan yang memungkinkan pemrosesan sinyal dan keluaran data berharga. Informasi dari bahan penginderaan suatu hari nanti dapat mendukung alat bantu dengar yang dapat dipakai, pakaian yang berkomunikasi, dan pakaian yang melacak tanda-tanda vital.

“Memiliki beberapa serat fungsional memungkinkan seluruh kain memiliki makna baru,” kata Fink kepada Tech Briefs.

Cara Membuat Mikrofon Berbasis Kain

Materi dimulai sebagai "blok" persegi panjang sebelumnya - seukuran spidol tebal. Setelah Anda memanaskan cetakan awal, Anda dapat menariknya, bergaya gula-gula, menjadi potongan panjang.

Fink dan sekelompok peneliti menguji sensitivitas suara serat dengan menempelkan sensor ke lembaran mylar yang ditangguhkan. Dengan laser, para insinyur mengukur getaran lembaran — dan selanjutnya, serat — sebagai respons terhadap suara yang diputar melalui speaker terdekat.

Suara uji mencakup berbagai lingkungan, dari perpustakaan yang tenang hingga jalan yang bising. Serat bergetar dan menghasilkan arus listrik yang sebanding dengan suara yang dimainkan.

Selanjutnya, tim menenun serat dengan benang konvensional untuk menghasilkan panel kain yang dapat digantung dan dicuci dengan mesin.

“Rasanya hampir seperti jaket ringan — lebih ringan dari denim, tapi lebih berat dari kemeja,” kata peneliti Elizabeth Meiklejohn dari Rhode Island School of Design (RISD) , yang menenun kain menggunakan alat tenun standar.

Meiklejohn bekerja dengan tim yang termasuk penulis utama Wei Yan, yang membantu mengembangkan serat sebagai postdoc MIT, Prof. Fink, dan sejumlah mahasiswa dan peneliti tambahan di MIT, Case Western Reserve University, University of Wisconsin di Madison, dan Institut Penelitian Kedokteran Lingkungan Angkatan Darat AS.

“Dedikasi siswa, postdoc, dan staf kami untuk memajukan penelitian, yang selalu membuat saya takjub, sangat relevan dengan pekerjaan ini, yang dilakukan selama pandemi,” kata Fink.

Dalam Q&A singkat di bawah ini, Fink menjelaskan mengapa menurutnya masa depan ada di kain dan hari-hari "komputer dalam kotak kaca" diberi nomor.

Ringkasan Teknologi :Menurut saya, pakaian pintar belum tentu cocok, jadi menurut Anda mengapa demikian?

Prof. Yoel Fink: Saya rasa itu belum ada, itulah sebabnya belum populer!

Orang-orang menyebut bidang ini sebagai barang yang dapat dikenakan, dan saya hanya akan menunjukkan bahwa barang yang dapat dikenakan adalah kata untuk hal-hal yang tidak kita pakai. Teknologi, rekayasa, dan bahkan ilmu tentang cara mendapatkan kain — kain dan serat sejati — untuk melakukan hal-hal khusus baru sekarang muncul. Masa depan itu sedang terjadi sekarang.

Gagasan bahwa Anda akan mengenakan jam tangan atau pernak-pernik dan semua itu, menurut saya, telah menemui rintangan adopsi, yang membatasi cakrawala dari apa yang disebut perangkat yang dapat dikenakan.

Ringkasan Teknologi :Jadi, menurut Anda apa kekurangan perangkat yang dapat dikenakan itu?

Prof. Yoel Fink: Nomor satu berkaitan dengan kenyamanan. Saya pikir kami lebih suka berjalan-jalan dengan barang-barang paling sedikit yang kami bisa. Nomor dua berkaitan dengan estetika. Mereka tidak terlalu estetis. Nomor tiga adalah dalam hal proposisi nilai. Mereka tidak benar-benar mampu memberikan, misalnya, manfaat kesehatan yang kami pikir pada akhirnya akan diberikan oleh kain. Pada ketiga hal tersebut, ada ruang untuk perbaikan.

Ringkasan Teknologi :Bagaimana rasanya memakai serat fungsional Anda?

Prof. Yoel Fink: Kuncinya adalah mencampuri sedikit kain itu sendiri — untuk membuatnya terlihat dan terasa seperti kain biasa. Dalam hal itu, teknologi pada dasarnya tidak terlihat atau transparan. Jadi, Anda tidak akan bisa melihat kemeja ini dan berkata, "OK, kemeja ini adalah mikrofon, atau kemeja ini memiliki memori, atau kemeja ini mampu melakukan perhitungan," karena teknologinya benar-benar pada tingkat serat.

Saya pikir hal yang penting untuk disadari adalah bahwa yang kita bicarakan di sini adalah perubahan, antara lain, estetika teknologi. Anda tidak akan pernah masuk dan berkata, "Oh, mikrofon adalah objek keindahan ini." Tidak ada museum yang menampung mikrofon, bukan? Itu adalah objek yang cukup tidak menarik, tetapi jika saya menunjukkan mikrofon kain, Anda akan berkata, "Ya Tuhan, ini bisa sangat estetis." Ini tidak terlihat seperti teknologi, tetapi sebenarnya.

Ringkasan Teknologi :Jadi, bagaimana Anda menampilkan "laporan" serat dengan cara yang bermanfaat bagi pemakainya?

Prof. Yoel Fink: Di mana kita sekarang:Kami menghubungkan serat ini ke sirkuit. Rangkaian mengambil informasi dan mengubahnya menjadi format digital dan memungkinkan pemrosesan sinyal. Setahun yang lalu, kami menerbitkan makalah yang membahas tentang serat digital . Serat tersebut dapat mengambil sinyal analog dan mengubahnya pada dasarnya untuk memungkinkan Anda menyimpan informasi digital; memiliki memori dan memiliki program komputer. Jadi, sekarang Anda mengambil serat yang dapat mengukur sesuatu, dan Anda memiliki serat lain yang dapat menyimpan dan menganalisisnya. Anda menggabungkan hal-hal ini, dan Anda mulai melihat bagaimana sebuah kain akan menjadi komputer. Dan itulah yang kami tuju. Kami tidak cukup sampai di sana sekarang, tapi kami tidak terlalu jauh.

Ringkasan Teknologi :Aplikasi awal seperti apa yang Anda bayangkan untuk mikrofon fabric?

Prof. Yoel Fink: Serat atau kain kita menangkap, dalam beberapa hal, soundtrack kehidupan kita. Setiap kali jantung Anda berdetak, setiap kali Anda menarik napas, setiap kali Anda menekuk lengan Anda, setiap kali Anda berjalan, setiap kali sendi bergerak, setiap kali darah mengalir, ada suara. Kain menangkap semua itu. Semua suara itu masuk ke dalam kain dan hilang di siang hari.

Artikel Terkait

Ditenun menjadi Pakaian, Benang 'Cerdas' Sense Gas

Baju 'Cerdas' Memantau Jantung

Jadi, apa yang kami coba lakukan di sini adalah mengatakan, "Bisakah kita membuat soundtrack hidup kita itu dapat diakses oleh kita?" Kita bisa mendengarkan hati kita. Ini tidak mendengarkan sinyal listrik jantung. Ini adalah mendengarkan hati itu sendiri. Jantung adalah pompa, dan kami mendengarkan katup dan pengoperasian pompa itu. Sinyal listrik tidak menceritakan keseluruhan cerita.

Bagian kedua:Sekarang ada sebagian kecil dari populasi yang memiliki masalah jantung. Ada bagian yang jauh lebih besar dari populasi yang hamil di beberapa titik dalam hidup mereka. Dan salah satu hal yang sedang kita bicarakan adalah bagaimana memantau bayi yang belum lahir dan mendengarkan cara bayi berkomunikasi — melalui suara mereka dan melalui gerakan mereka dan juga melalui hati mereka. Mampu mendengarkan hati bayi yang belum lahir akan memberi kita informasi luar biasa tentang kesehatan dan kesejahteraan mereka.

Last but not least:Kelompok yang memiliki gangguan pendengaran, yaitu kita semua. Kita semua pada akhirnya akan memiliki kekurangan pendengaran. Alat bantu dengar bekerja di lingkungan yang tenang, bukan lingkungan yang bising.

Alasan kita memiliki dua telinga dan dua mata adalah karena ini memungkinkan kita untuk merasakan kedalaman dan arah. Untuk pendengaran, itu memungkinkan kita untuk duduk di bar untuk mendengarkan orang yang kita ajak bicara meskipun barnya jauh lebih keras. Dengan memiliki banyak serat dalam sebuah kain, kami menunjukkan di kertas bahwa kami dapat membedakan arah suara. Kami pikir itu benar-benar dapat mengubah orang yang memiliki alat bantu dengar dan yang ingin memberikan kemampuan terarah pada alat bantu dengar tersebut.

Ringkasan Teknologi :Apa selanjutnya?

Prof. Yoel Fink :Namanya Fabric Computing!

Sekarang saya sedang mengajar kursus di MIT yang disebut Computing Fabrics di mana kami menunjukkan bagaimana dunia komputasi dan dunia kain menyatu, dan saya pikir itu akan memiliki implikasi yang luar biasa bagi masa depan kita semua. Hari-hari komputer atau telepon dalam kotak kaca di saku atau dompet kita diberi nomor. Masa depan komputasi ada di kain.

Bagaimana menurutmu? Bagikan pertanyaan dan komentar Anda di bawah.