به گزارش چاینا دیلی، این پژوهش به سرپرستی ژو میفانگ، استاد دانشگاه، و وانگ گانگ، پژوهشگر این دانشگاه انجام شده و نتایج آن اخیراً در نشریه Nature Electronics منتشر شده است.
نیاز هوش تجسم‌یافته به سامانه‌های انعطاف‌پذیر
توسعه هوش تجسم‌یافته نیازمند سامانه‌های الکترونیکی‌ای است که بتوانند خود را با اشکال پیچیده و حرکات پویای ربات‌ها تطبیق دهند. در این میان، فیبرهای نرم و انعطاف‌پذیر می‌توانند بستر جدیدی برای ادغام قابلیت‌های الکترونیکی در چنین ساختارهایی فراهم کنند.
پارچه‌های مبتنی بر فیبرهای الکترونیکی می‌توانند قابلیت‌های حسگری، پردازش و بازخورد را در یک بستر پوشیدنی واحد ادغام کنند. با این حال، قرار دادن عملکردهایی در سطح مدار مستقیماً درون فیبرها، به دلیل استفاده ناکارآمد از فضای فیبر و ناپایداری اتصالات، همچنان چالش‌برانگیز است.
فناوری «ریسندگی میکروسیالی برنامه‌پذیر»
برای حل این چالش‌ها، تیم پژوهشی دانشگاه دونگ‌هوا روشی موسوم به «ریسندگی میکروسیالی برنامه‌پذیر» (Programmable Microfluidic Spinning) را برای ساخت فیبرهای دارای مدار مجتمع توسعه داده است.
در این روش، لایه‌های رسانا با مجموعه‌ای از لایه‌های دارای عملکردهای متفاوت ترکیب می‌شوند تا ماژول‌های مجزایی ایجاد شود. این ماژول‌ها می‌توانند عملکردهایی مانند تبدیل الکترون به فوتون، تبدیل الکترون به الکترون، تبدیل الکترون به حامل یونی و تعدیل الکترو-شبه‌ساکن را انجام دهند.
پژوهشگران با چیدمان و یکپارچه‌سازی این ماژول‌ها در جریان فرآیند ریسندگی میکروسیالی، می‌توانند مدارهای قابل‌تنظیم و سفارشی را درون یک فیبر واحد ایجاد کنند.
از فیبر الکترونیکی تا پارچه هوشمند
این فیبرها پس از تولید می‌توانند بافته، دوخته و به شکل پارچه‌های مختلف سازمان‌دهی شوند و در عین حال توانایی تحمل تغییر شکل‌های مکرر و شست‌وشو را داشته باشند.
بر اساس این پژوهش، این فناوری امکان ساخت انواع مختلفی از فیبرهای الکترونیکی را فراهم می‌کند؛ از جمله:
- فیبرهای الکترولومینسانس برای انتشار نور
- فیبرهای مقاومتی و خازنی برای پردازش سیگنال‌های آنالوگ
- فیبرهای ترانزیستور الکتروشیمیایی آلی برای انجام عملیات منطقی دیجیتال
- فیبرهای الکترو-شبه‌ساکن برای حسگری و کنترل بدون تماس
ایجاد یک چارچوب کامل برای ساخت مدار در فیبر
اهمیت این پژوهش تنها در ساخت چند نوع فیبر با عملکردهای مختلف خلاصه نمی‌شود. به گفته مقاله، دستاورد اصلی، ایجاد یک روش جامع برای طراحی و ساخت است که سازمان‌دهی فضایی مواد عملکردی، ساخت تجهیزات مبتنی بر فیبر و ایجاد اتصالات مداری را در یک چارچوب واحد با یکدیگر ترکیب می‌کند.
این رویکرد امکان حفظ ویژگی‌هایی مانند انعطاف‌پذیری، قابلیت دوخت و قابلیت بافته‌شدن فیبرها را فراهم کرده و در عین حال، مجموعه‌ای از اجزای قابل ترکیب برای ایجاد عملکردهای الکترونیکی مختلف در اختیار قرار می‌دهد.
کاربردهای آینده
پژوهشگران معتقدند این فناوری می‌تواند مسیرهای فناورانه جدیدی را برای توسعه رایانش پوشیدنی، تعامل انعطاف‌پذیر انسان و رایانه، رباتیک نرم و سامانه‌های هوش تجسم‌یافته ایجاد کند.
در صورت توسعه بیشتر، چنین فیبرهایی می‌توانند به ساخت پارچه‌هایی منجر شوند که نه‌تنها اطلاعات محیط را حس می‌کنند، بلکه قادر به پردازش داده، واکنش به محرک‌ها و برقراری تعامل با انسان یا محیط اطراف نیز هستند.
منبع: chinadaily
