Para todo lo que se habla sobre la incrustación de computadoras en la ropa, aquí hay una opción interesante. Haz que la ropa sea la computadora, y hazlo sin electricidad.
Los ingenieros mecánicos de la Escuela de Ingeniería George R. Brown de la Universidad de Rice están probando el tamaño del concepto con un conjunto de computadoras neumáticas basadas en textiles capaces de lógica digital, memoria integrada e interacción con el usuario.
La «lógica digital fluida» del laboratorio aprovecha cómo el aire fluye a través de una serie de canales «retorcidos» para formar bits, los 1 y los 0 en las memorias de las computadoras.
La idea es que estas puertas lógicas basadas en textiles admitan actuadores neumáticos, posiblemente junto con un sistema de recolección de energía desarrollado por el laboratorio de Preston, para ayudar a las personas con limitaciones funcionales en sus tareas diarias.
La investigación respaldada por un reciente premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias aparece en el Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Preston dijo que los textiles con lógica habilitada del laboratorio se pueden producir en masa utilizando los procesos de fabricación de ropa existentes y son lo suficientemente resistentes como para soportar el uso diario. Los investigadores afirmaron que las puertas incrustadas son cómodas y lo suficientemente resistentes como para pasar un camión sin dañarlas. (Y lo demostraron).
«La idea de usar fluidos para construir circuitos lógicos digitales no es nueva», dijo. «Y, de hecho, en la última década, la gente se ha estado moviendo hacia la implementación de la lógica fluídica en materiales blandos, cosas como los elastómeros. Pero hasta ahora, nadie había dado el paso para implementarla en materiales a base de láminas, una hazaña que requirió rediseño. todo el enfoque desde los primeros principios».
El laboratorio probó su lógica en dispositivos que ayudan a los usuarios con el movimiento físico y un sistema para subir y bajar un capó con solo presionar un botón, sin necesidad de electricidad, para la termorregulación.
«Creemos que hay muchas maneras de implementar esto para ayudar a las personas a realizar sus actividades diarias», dijo Preston. «Una de las siguientes áreas que estamos investigando es detectar la intención. Tan pronto como el usuario inicia un curso de acción, podemos ofrecer asistencia para el resto de esa acción.
«Por ejemplo, puede comenzar a agarrar un objeto y si el sistema detecta su intención, le ayudará a cerrar la mano alrededor de ese objeto para que pueda levantarlo», dijo.
En el centro del concepto se encuentra una puerta «NOT», un componente básico de los circuitos informáticos también conocido como inversor. La salida de esta puerta lógica es la inversa (u opuesta) de la entrada. En un circuito electrónico, la compuerta está encendida o apagada (1 o 0), pero la compuerta neumática reemplaza esos términos con presión de aire «alta» o «baja».
«Pensamos en el elemento lógico como, en su nivel más fundamental, que contiene tanto un relé como una resistencia fluídica», dijo Anoop Rajappan, becario postdoctoral de Rice y autor principal del artículo. «Esto sería equivalente a tener un relé electrónico o transistor emparejado con la resistencia, que es la base de la lógica típica de transistor-resistencia».
El sistema neumático depende de un concepto que Preston describe como una geometría de torsión diseñada matemáticamente, implementada en válvulas controlables por presión que cortan el flujo de aire de la misma manera que una manguera de jardín doblada detiene el agua.
Las válvulas, cada una de una pulgada cuadrada de tamaño, están laminadas en los textiles y han demostrado ser lo suficientemente robustas para manejar 20 000 ciclos de encendido y apagado y 1 millón de ciclos de flexión, así como 20 ciclos en una lavadora doméstica estándar.
Preston señaló que el equipo de investigación incluye a la becaria postdoctoral de la Universidad de Stanford, Vanessa Sánchez, una diseñadora de modas convertida en ingeniera que ganó habilidades con la capacitación del Instituto de Tecnología de la Moda en la ciudad de Nueva York y un doctorado posterior. en ingeniería mecánica y ciencia de los materiales de la Universidad de Harvard y su Instituto Wyss.
Los coautores del artículo son los estudiantes graduados de Rice Barclay Jumet, Zhen Liu y Faye Yap, la exalumna Rachel Shveda y el estudiante universitario Colter Decker.
La Fundación Nacional de Ciencias (CMMI-2144809, 2138020, 1842494) apoyó la investigación.
Video: https://youtu.be/GAlGReu_fJk
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de arroz. Original escrito por Mike Williams. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
