Ingegneri della NUS intrecciano uno schermo touch direttamente nel tessuto di un indumento
Un gruppo di ricerca ha incorporato migliaia di microchip elettronici in fili polimerici flessibili per creare una manica interattiva.
Di Letizia Giugliano
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Gli ingegneri della National University of Singapore hanno trasformato le fibre tessili in uno schermo interattivo. Guidato dal professore associato Tural Khudiyev, il gruppo ha integrato 54 fili elettronici in una manica di camicia per realizzare uno schermo sensibile al tocco che riproduce video, registra le pressioni delle dita e monitora la temperatura corporea.
Come la microelettronica entra in un singolo filo
Il gruppo della National University of Singapore ha costruito lo schermo con fili di plastica flessibile spessi 1 millimetro e lunghi fino a 10 metri. Descritta sulla rivista Nature, l'invenzione rappresenta un'innovazione entusiasmante che trasforma gli indumenti in un'interfaccia elettronica attiva senza ricorrere a schermi esterni rigidi, secondo quanto riportato da New Atlas.
Per realizzare ciascun filo, i ricercatori hanno allineato migliaia di micro LED rossi, verdi e blu in un'unica fila lungo sottili fili di rame isolati. Un laser programmabile ha rimosso l'isolamento in punti specifici in cui il cablaggio incontrava i chip. Il gruppo ha poi saldato insieme i componenti, collegando oltre 5.000 chip elettronici attraverso più di 20.000 connessioni elettriche.
Il trafilamento termico trasforma i circuiti in fibra flessibile
Una volta assemblato il circuito, i ricercatori hanno utilizzato il trafilamento termico per formare la fibra finale. Il processo consiste nel riscaldare una struttura polimerica più grande finché non si ammorbidisce, per poi tirarla in un filo sottile alimentando continuamente la striscia di LED interconnessi al centro, come dettagliato da New Atlas.
Questa fase ha sigillato l'elettronica all'interno di una guaina polimerica trasparente e protettiva. Gli ingegneri hanno inoltre aggiunto strati conduttivi direttamente sotto i LED per rilevare la pressione del tocco. Quando un utente preme la fibra, il sistema percepisce il contatto e illumina immediatamente il pixel più vicino.
Uno schermo funzionante realizzato su una manica di camicia
Per il loro prototipo funzionante, gli ingegneri hanno intrecciato 54 delle fibre a pixel digitali sull'avambraccio di una manica di camicia. Ogni filo contiene 96 LED indirizzabili singolarmente, creando uno schermo da 96 x 54 pixel con un'area attiva di 168 x 105 millimetri, ha riportato New Atlas.
Lo schermo funziona a una frequenza di aggiornamento di 30 fotogrammi al secondo con una profondità di colore a 8 bit. Sebbene la risoluzione sia grossolana rispetto a uno smartphone, il tessuto mostra animazioni nitide, semplici menu di controllo e letture numeriche. Ogni LED riceve i dati di controllo lungo il cablaggio di rame e trasmette i segnali rimanenti lungo la linea, consentendo grafiche coordinate su tutto l'avambraccio.
Sensori integrati ampliano le funzioni dell'indumento
Il gruppo di ricerca, che comprendeva i dottorandi Heng Fu e Ziang Li insieme alla ricercatrice associata Swetika Chaturvedi e all'inventore principale Tural Khudiyev, ha anche realizzato fibre ausiliarie con lo stesso metodo. Questi fili specializzati ospitano microfoni, altoparlanti, sensori di movimento e un magnetometro per l'orientamento della bussola, come riportato da New Atlas.
Collegata a questi moduli, la manica può eseguire semplici strumenti di calcolo, presentare gallerie fotografiche, rispondere a comandi vocali e ricevere immagini via Bluetooth. Può anche misurare la temperatura della pelle e mostrare la lettura direttamente sull'avambraccio, indicando futuri impieghi nel monitoraggio sanitario, nella robotica e nelle uniformi da lavoro interattive.
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