La nueva fibra detecta y responde al movimiento.
- 29 de junio de 2022
- Publicado por: Juan Manuel
- Categoría: novedades
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Por Jessica Owen
Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado una fibra que detecta el movimiento y proporciona una respuesta táctil inmediata. Jessica Owen informa.
Las fibras textiles que pueden sentir su entorno (por ejemplo, la frecuencia cardíaca) no son infrecuentes, pero las fibras que pueden sentir y responder a los estímulos sí lo son. El Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) aparentemente ha superado esta barrera. Apodado OmniFiber, un equipo del MIT ha desarrollado un nuevo tipo de fibra. La fibra puede detectar cuánto se estira o comprime y proporciona una respuesta táctil inmediata en forma de presión, estiramiento lateral o vibración. Tales telas, sugiere el equipo, podrían usarse en prendas que ayuden a entrenar a cantantes o atletas para controlar mejor su respiración, o ayudar a los pacientes a recuperar sus patrones de respiración de enfermedades como Covid-19.
Ozgun Afsar, un estudiante de doctorado visitante y afiliado de investigación en el MIT que trabajó en el estudio, dice: “Dondequiera que el entrenamiento de la respiración sea fundamental para el cuerpo, vemos que el uso de la monitorización de la fisiología respiratoria y la regulación del desgaste es útil”.
UN DISEÑO DE VARIAS CAPAS
OmniFiber requiere un diseño de varias capas para funcionar. Este comprende un fluido de trabajo interno, una tubería interna resistiva con sensor trazado, una malla externa entrelazada y una restricción mecánica inextensible para programar el comportamiento general.
La fibra consta de un canal hueco de escala micrométrica en el centro, que permite el paso del medio fluido. Funciona convirtiendo energía, en este caso aire comprimido, en movimiento mecánico. El aire comprimido es luego controlado por una plataforma de control portátil miniaturizada llamada FlowIO, que controla la presión y el caudal del medio de aire. FlowIO ha sido inventado por Ali Shtarbanov, colaborador de Afsar, y la plataforma consta de un microcontrolador alimentado por una batería LiPo (polímero de litio) de 3 x 5,5 cm, dos bombas miniaturizadas, un colector de válvulas para controlar el flujo de aire y la presión en cinco puertos de salida y un circuito sensor auxiliar multicanal para control de retroalimentación de circuito cerrado.
Afsar explica: “El sensor blando integrado permite que la fibra capture la tensión y el comportamiento de flexión simple en tiempo real para proporcionar retroalimentación táctil y visual inmediata”. Añade: “El movimiento de la fibra se ve afectado en gran medida por la estructuración de los filamentos entrelazados alrededor de la cámara interior. Al controlar los parámetros de esta capa entrelazada, que puede ser trenzada o tejida, se puede programar mecánicamente el estado de transformación de la fibra, así como el tipo de retroalimentación háptica que proporcionará “. La fibra final, que varía en tamaño de 600 micrones a 1.8 mm de diámetro, se puede fabricar en una prenda. Las diferentes técnicas de tejido, incluidas las telas con incrustaciones y espaciadores activos, son solo algunas de las formas en que la fibra se puede integrar en la ropa de todos los días.
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OmniFiber requiere un diseño de varias capas para funcionar.
VENTAJAS
Además de la capacidad de la fibra para regular la respiración, tiene varias otras características clave. Por ejemplo, su tamaño reducido y el uso de material económico hacen que sea relativamente fácil estructurar las fibras en una variedad de formas de tejido. También es compatible con la piel humana: su capa exterior está basada en un material similar al poliéster común y, por lo tanto, es escalable y rentable de producir. Afsar dice: “La producción es absolutamente escalable para fabricar hebras continuas de fibra en longitudes teóricamente infinitas. De hecho, estamos trabajando en una máquina de fabricación personalizada que entrelaza los filamentos en ángulos y recuento de filamentos personalizables, alrededor del tubo elastomérico extruido tan pronto como se cura ”. Además, el diseñador puede elegir si hacer una prenda completa a partir de la fibra (aunque sería un sistema ineficiente y que consume mucha energía) o simplemente usarla para secciones específicas. Afsar agrega: “Es una elección que depende del diseño, así como de cómo nuestra piel percibe cierta retroalimentación háptica que define la cantidad y frecuencia de fibras robóticas a incluir en la prenda. “Por ejemplo, es posible que solo necesite unas pocas filas de fibra en las mangas de un suéter para proporcionar retroalimentación de compresión, y otra cerca de la región del codo para que estas dos secciones se perciban como puntos de actuación separados, en lugar de un área grande que es estimulado “.
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La fibra es compatible con la piel humana
MÁS ALLÁ DE LA RESPIRACIÓN
Además de la regulación de la respiración, el equipo también cree que el sistema también podría ser útil para entrenar otros tipos de movimientos musculares. Por ejemplo, OmniFiber podría integrarse en un guante para enseñarle caligrafía a alguien o podría implementarse en mantas espaciales para la exploración espacial. De hecho, el objetivo final de Afsar es salvaguardar y transferir el conocimiento incorporado a través del tiempo y el espacio.
Ella explica: “Mi pasión es trabajar de cerca con el cuerpo y el movimiento humanos. Nuestros movimientos son expresiones únicas que tienen un papel primordial para la comunicación. Estoy particularmente interesado en observar a los creativos que son expertos en trabajar y moverse con sus cuerpos para comprender mejor y archivar tangiblemente el conocimiento somático que han estado construyendo durante muchos años. “Por ejemplo, ¿qué pasaría si tuviéramos las herramientas que permiten que el pasado sienta su camino hacia el futuro? ¿Qué pasaría si pudiera aprender físicamente a tocar Fuga en Do menor con el mismísimo Johann Sebastian Bach guiando los movimientos de mis dedos? ”
OmniFiber podría integrarse en un guante para enseñarle caligrafía a alguien.
TRABAJO FUTURO
En el futuro, Afsar y el equipo ya están considerando comercializar OmniFiber. De hecho, el equipo ha recibido más de 100 solicitudes de colaboración por motivos académicos o industriales e incluso de personas con gran interés en ser usuarios de la tecnología.
Mientras tanto, el equipo desea priorizar y abordar varias deficiencias de la fibra. Por ejemplo, le gustaría seguir trabajando para hacer que todo el sistema, incluida la electrónica de control y el suministro de aire comprimido, sea aún más miniaturizado para mantenerlo lo más discreto posible. También le gustaría desarrollar el sistema de fabricación para poder producir filamentos más largos y considerar mejor factores como la sostenibilidad, la lavabilidad y la comodidad de uso.
Afsar dice: “Si logramos escalar la producción de una sola fibra teniendo en cuenta todos los requisitos, es posible que llegue al mercado”. En otros lugares, el equipo debe considerar la retroalimentación visible y poco sutil de la prenda si va a ser adoptada por el público. Actualmente, los investigadores imaginan que funciona mejor como prenda interior.
Afsar dice: “Independientemente de los datos limitados que tenemos sobre esto, la actuación poco sutil de la prenda es algo que debe considerarse a medida que las telas y las prendas en transformación se abren paso en la sociedad”. Ella agrega: “Nosotros, como investigadores e inventores, debemos cuestionar la política del cuerpo, considerar las decisiones que tomamos que tendrán efectos en nuestra sociedad y asumir la responsabilidad de las tecnologías que damos forma a nosotros”.
La investigación fue apoyada por la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica. El equipo también incluyó a Ali Shtarbanov, Hila Mor, Ken Nakagaki y Jack Forman en MIT, Kristina Hook en KTH Royal Institute of Technology y Karen Modrei, Seung Hee Jeong y Klas Hjort en la Universidad de Uppsala en Suecia.
Fuente: Wtin
6 comentarios
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