Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Носимая электроника

Бум носимых датчиков вызвал приток инвестиций и расширение исследований в этой области. Сенсоры, прикрепленные к телу или встроенные в одежду, могут выполнять различные функции, от мониторинга здоровья до захвата движения в анимации и компьютерных играх. Новое исследование, о котором пишет Science Daily, предлагает использовать для них прочные оптические волокна.

В статье, опубликованной в журнале Optica, команда под руководством Чанси Янга из Университета Цинхуа в Пекине рассказала о разработке прочных оптических волокон, способных воспринимать широкий спектр человеческих движений. Новое волокно чувствительно и достаточно гибко, чтобы обнаруживать движения суставов, в отличие от используемых в настоящее время датчиков. Этот метод обладает такими преимуществами оптических волокон, как электрическая безопасность и защита от электромагнитных помех.

Оптические волокна долгое время использовались для измерения напряжений на мостах и ​​в зданиях: при небольшом растягивании или сгибании свет, проходящий через волокно, искажается, так что это можно зафиксировать. Однако для снятия данных о теле человека оптические волокна не подходят: изготовленные из пластика или стекла, они слишком жестки и плохо сгибаются. Таким образом, большинство носимой электроники сегодня основано на электронных датчиках, которые обнаруживают движение, измеряя изменения сопротивления или степень деформации. Однако эти системы трудно уменьшать в размерах, они могут терять электрический заряд и чувствительны к электромагнитным помехам. Сгибаемое оптическое волокно могло бы стать основой износоустойчивой носимой электроники, лишенной этих недостатков.

В поисках прочной основы для оптических волокон ученые создали мягкий полимер, названный полидиметилсилоксаном (PDMS). Волокно получали, поместив жидкий силикон в основу в форме трубки и нагревая до 80° C в течение 40 минут, а затем выталкивая с одного конца формы. Полученные волокна прошли тщательно продуманную серию тестов, например, многократное растягивание. Даже после 500 растяжек волокно возвращалось к первоначальной длине. При уменьшении диаметра волокон их механическая прочность увеличивалась.

Для улучшения восприятия в материал подмешивали флуоресцентный краситель родамин B. При прохождении света через волокно часть его поглощает краситель, и чем сильнее растяжение, тем больше света поглощается. Таким образом, простое измерение проходящего света с помощью спектроскопа обеспечивает измерение степени деформации волокна и, соответственно, изгиб части тела, к которой оно прикреплено. В ходе теста волокно прикрепили к перчатке, носитель которой сгибал руку. Результаты исследования совпали с данными, полученными с помощью электронного датчика. Волоконный датчик хорошо работал и в ситуациях, связанных с более тонкими движениями, например, сокращениями мышц шеи при дыхании и речи.

Changxi Yang, Tsinghua University

Команда также проверила, насколько хорошо разработанное волокно функционирует в различных средах. Тесты показали, что датчики хорошо справляются с задачей, но различия в точности результатов требуют калибровки. Также в будущем необходимо создать компактный источник света и спектрометр, пригодные для ношения на теле.

Разработки в области носимых технологий очень актуальны, ведь, по мнению исследователей, этот рынок в 2017 году вырастет на 17%. Основная масса носимой электроники придется на умные часы.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Британские инженеры предлагают питать поезда солнечной энергией
Энергия солнца
Samsung разработала человекоподобного робота Saram
Роботехника
В Лондоне общественный транспорт можно будет вызвать, как такси
Идеи
Майкл Пенс призвал упростить выдачу лицензий на космические запуски
Частный космос
Daimler запустит производство тяжелой электрофуры eActros в 2021 году
Электротранспорт
AT&T назвала города США, в которых сеть 5G появится уже в 2018 году
Переход на 5G
Интернет вещей
ARM интегрировала новый формат SIM-карты сразу в мобильный процессор
Создан терапевтический гель против рака
Борьба с раком
Разработан мемтранзистор — гибрид мемристора и транзистора
Микроэлектроника
Космические планы
Запуск интернет-спутников от SpaceX переносится на неопределенный срок
«Умная» куртка использует ИИ, чтобы регулировать температуру
Одежда будущего
Стартап позволит совершать сделки с криптовалютой в тайне
Блокчейн
Renault построит «умную» энергосистему на острове в Португалии
Тренды
К 2030 треть всей производимой энергии в Европе должна быть чистой
Чистая энергия
Илон Маск покинул совет директоров OpenAI
Кейсы
Борьба со старением
Раскрыт механизм омоложения мозга переливанием крови
Балеарские острова перейдут на возобновляемую энергетику к 2050 году
Тренды
«Чистые» источники обеспечат 75% энергии в Южной Австралии к 2025 году
Тренды
«Мы должны прекратить притворяться, что ИИ не лишит людей работы»
Искусственный интеллект
Ученые впервые зарядили смартфон лазером с расстояния 4 метра
Беспроводная зарядка
Nokia запускает платформу для умных городов и IoT
Умный город
Городские фермы могут приносить до $160 млрд ежегодно
Города будущего
Исследователи объединили AR, 3D-печать и робототехнику
Тренды
Испанский стартап представил бумажные одноразовые батареи
Экологичные технологии
Boston Dynamics показала противостояние человека и робота
Робототехника
Возобновляемая энергетика
Прошел испытания первый в мире воздушный солнечный реактор
Boeing стандартизирует 3D-напечатанные запчасти для самолетов
3D-технологии
GoldX — первая криптовалюта, отвечающая законам шариата
Криптовалюты
Финляндия начнет выдавать стартап-вид на жительство
Тренды
Иранский инженер создал легкий электробайк с дальностью хода 80 км
Транспорт будущего
Google запустила собственный платежный сервис
Кейсы
Глава Банка Англии: «Биткойн не состоялся как валюта»
Криптовалюты
Нанотехнологии
Открыты материалы, которые совершат революцию в электронике
Китай впервые обошел США по объему инвестиций в ИИ-стартапы
Искусственный интеллект
Bigelow Space Operations займется торговлей орбитальными станциями
Частный космос
На продолжительность жизни потомства влияет возраст отцов
Генетика
Электромобили
Tesla Model S обогнала по продажам в Европе BMW 7 и Mercedes S-class
Роботы-террористы и постправда: главные угрозы ИИ
Искусственный интеллект
Toyota в 20 раз удешевила магниты для двигателей электромобилей
Электромобили
Тереза Мэй призывает британскую молодежь идти в техникумы
Образование
Новая электронная «кожа» чувствует прикосновение божьей коровки
Гибкая электроника
«Аналоговые банки и финансовые компании проиграют цифровым»
Мнения
Генетики нашли доказательства того, что люди одомашнили себя сами
Генетика
Falcon Heavy в 15 раз увеличила число доступных для разработки астероидов
Добыча на астероидах
Сооснователь Facebook: «БОД нужно вводить уже сейчас»
Соцпособия будущего
«ИТ-компании должны подготовить сотрудников к эпохе ИИ»
Автоматизация
Микроэлектроника
Samsung выпустила твердотельный накопитель емкостью 30,72 ТБ
Как лазеры и роботы меняют рыбоводческие фермы
Технологии будущего
Stelia напечатала авиационный фюзеляж с эффектом самоупрочнения
3D-технологии