Interaktiver Touchscreen direkt in den Ärmel eines Kleidungsstücks eingewebt
Forschende der National University of Singapore haben ein elektronisches Faserdisplay entwickelt, das auf Berührung reagiert und dabei vollständig tragbar bleibt.
Von Giovanni Sapere
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Ingenieure der National University of Singapore haben den weltweit ersten interaktiven Bildschirm entwickelt, der direkt in Kleidung eingewebt ist. Die tragbare Erfindung integriert Miniaturelektronik in flexible Fasern, sodass gewöhnliche Textilien farbige Bewegtbilder anzeigen und taktile Eingaben erfassen können, ohne starre Paneele.
Textilien, die als interaktive Bildschirme fungieren
Herkömmliche smarte Geräte setzen auf flache, starre Glasdisplays, um grafische Benutzeroberflächen darzustellen. Um klobige Hardware aus der Wearable-Technologie zu verbannen, haben Forschende am College of Design and Engineering der National University of Singapore ein System entwickelt, bei dem Display und Sensoren als flexibles Garn vorliegen. Laut Interesting Engineering hat das Team spezielle Fasern entwickelt, die zugleich als leuchtende Pixel dienen und den Druck von Fingerberührungen erfassen und dabei so atmungsaktiv, flexibel und waschbar bleiben wie gewöhnliche Kleidung. Diese bahnbrechende Erfindung ist ein großer Schritt vorwärts für smarte Kleidungsstücke.
„Wir haben diese Einschränkung durch eine neue Verbindungsarchitektur überwunden, die es ermöglicht, Tausende mikroelektronischer Bauteile entlang einer Faser zu integrieren und miteinander zu verbinden.“
— Asst Prof Khudiyev, National University of Singapore
Mikrochip-Integration entlang eines einzelnen Fadens
Elektronische Schaltkreise in lange, eindimensionale Stränge einzubetten, stellt erhebliche Fertigungshürden dar. Um diese Lücke zu schließen, hat das Team ein programmierbares Herstellungsverfahren entwickelt, bei dem Laser Kontaktpads auf ultrafeinen isolierten Drähten freilegen. Wie Interesting Engineering berichtet, lenkte anschließend eine kontrollierte Oberflächenbenetzung geschmolzenes Lot, um über 20.000 elektrische Verbindungen über mehr als 5.000 Chips hinweg zu bilden. Der zusammengesetzte Streifen aus digitalen Leuchtdioden (LEDs) wurde dann mit einem thermischen Ziehverfahren verarbeitet, das die Berührungssensoren und Lichtelemente in einen mehrschichtigen Faden von nur 1 Millimeter Dicke und 10 Metern Länge einbettet. Eine Absicherung dieses Fortschritts durch ein Patent könnte jedem zukunftsorientierten Tech-Start-up kommerzielle Wege eröffnen.
Display-Spezifikationen und integrierte Sensorik
Im funktionierenden Prototyp integrierten die Forschenden 54 dieser funktionalen Stränge in den Unterarmbereich eines gewöhnlichen Ärmels. Jeder Strang enthält 96 LEDs und bildet einen Bildschirm von 168 mm mal 105 mm mit einer Auflösung von 96 mal 54 Pixeln. Laut Interesting Engineering arbeitet der Bildschirm mit 30 Bildern pro Sekunde bei 8-Bit-Farbtiefe und erlaubt mehrere gleichzeitige Berührungseingaben. Über den Bildschirm selbst hinaus enthält die textile Innovation Hilfsfasern mit einem Mikrofon, einem Lautsprecher und Sensoren zur Bewegungsverfolgung, zur Erkennung des magnetischen Nordens, zur Überwachung der Umgebungstemperatur und zur Messung der Umgebungshelligkeit, was vielversprechende Wege in Bereichen wie Robotik und Weltraumkleidung eröffnet.
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