Serat Mengubah Kain Menjadi Pakaian Pengatur Nafas
Jenis serat baru yang disebut OmniFibers dapat dibuat menjadi pakaian yang merasakan seberapa banyak serat tersebut diregangkan atau dikompresi dan kemudian memberikan umpan balik taktil langsung dalam bentuk tekanan, peregangan lateral, atau getaran. Kain tersebut dapat digunakan dalam pakaian yang membantu melatih penyanyi atau atlet untuk mengontrol pernapasan mereka dengan lebih baik atau yang membantu pasien yang pulih dari penyakit atau operasi untuk memulihkan pola pernapasan mereka.
Serat berlapis-lapis mengandung saluran cairan di tengah yang dapat diaktifkan oleh sistem fluida. Sistem ini mengontrol geometri serat dengan menekan dan melepaskan media cairan, seperti udara atau air terkompresi, ke dalam saluran, memungkinkan serat bertindak sebagai otot buatan. Serat juga mengandung sensor yang dapat diregangkan yang dapat mendeteksi dan mengukur tingkat peregangan serat. Serat komposit yang dihasilkan tipis dan cukup fleksibel untuk dijahit, ditenun, atau dirajut menggunakan mesin komersial standar.
Komposit serat lunak, yang menyerupai seutas benang, memiliki lima lapisan:saluran fluida terdalam, tabung elastomer berbasis silikon untuk menampung fluida kerja, sensor lembut yang dapat diregangkan yang mendeteksi regangan sebagai perubahan hambatan listrik, polimer jalinan jaring luar yang dapat diregangkan yang mengontrol dimensi luar serat, dan filamen tidak elastis yang memberikan batasan mekanis pada ekstensibilitas keseluruhan.
Ukuran arsitektur serat baru yang sangat sempit dan penggunaan bahan yang murah membuatnya relatif mudah untuk menyusun serat menjadi berbagai bentuk kain. Ini juga kompatibel dengan kulit manusia karena lapisan luarnya didasarkan pada bahan yang mirip dengan poliester biasa. Waktu responsnya yang cepat serta kekuatan dan variasi gaya yang dapat diberikannya memungkinkan sistem umpan balik yang cepat untuk pelatihan atau komunikasi jarak jauh menggunakan haptik (berdasarkan indera peraba).
Kekurangan dari sebagian besar serat otot buatan yang ada adalah bahwa mereka diaktifkan secara termal, yang dapat menyebabkan panas berlebih saat digunakan dalam kontak dengan kulit manusia, atau mereka memiliki efisiensi daya yang rendah atau proses pelatihan yang sulit. Sistem ini sering kali memiliki waktu respons dan pemulihan yang lambat, sehingga membatasi kegunaan langsungnya dalam aplikasi yang memerlukan umpan balik yang cepat.
Sebagai uji coba awal materi, tim membuat jenis pakaian dalam yang dapat dikenakan penyanyi untuk memantau dan memutar ulang gerakan otot pernapasan, untuk kemudian memberikan umpan balik kinestetik melalui pakaian yang sama untuk mendorong postur dan pola pernapasan yang optimal untuk yang diinginkan. kinerja vokal. Tim tersebut meminta seorang penyanyi tampil sambil mengenakan pakaian yang terbuat dari OmniFibers dan merekam data gerakan dari sensor regangan yang ditenun ke dalam pakaian tersebut. Kemudian, mereka menerjemahkan data sensor ke umpan balik taktil yang sesuai.
Pendekatan yang sama dapat digunakan untuk membantu atlet mempelajari cara terbaik untuk mengontrol pernapasan mereka dalam situasi tertentu, berdasarkan pemantauan atlet berprestasi, saat mereka melakukan berbagai aktivitas dan merangsang kelompok otot yang sedang beraksi. Pada akhirnya, pakaian seperti itu juga dapat digunakan untuk membantu pasien mendapatkan kembali pola pernapasan yang sehat setelah operasi besar atau penyakit pernapasan seperti COVID-19, atau bahkan sebagai pengobatan alternatif untuk sleep apnea.
Tim akan terus bekerja untuk membuat keseluruhan sistem, termasuk elektronik kontrol dan suplai udara terkompresi, bahkan lebih miniatur agar tidak mengganggu dan mengembangkan sistem manufaktur agar dapat menghasilkan filamen yang lebih panjang.
