مدارهای الکترونیکی در بافت پارچه؛ پیشرفتی چشمگیر به سمت پوشاک هوشمند
این نوآوری که در مجله Nature منتشر شده، بهعنوان یک نقطه عطف در عرصه الکترونیک منعطف شناخته میشود.
به نقل از ایتنا و گزارش Techspot، نوآوری اصلی این طرح، مدارهای مجتمع فیبری (FIC) به شمار میرود. بر خلاف تراشههای کلاسیک که معمولاً بر روی بسترهای سخت سیلیکونی ساخته میشوند، این مدارها بر زیرلایههای کشسان توسعه یافته و متشکل از اجزایی همچون مقاومت، خازن، دیود و ترانزیستور هستند. این زیرلایهها سپس به صورت رشتهای نازک تبدیل میشوند. هر الیاف با قطر موی انسان قادر است تراکم ترانزیستوری حدود 100 هزار در هر سانتیمتر را در خود داشته باشد که با پردازندههای معمولی قابل مقایسه است.
یک بخش یک میلیمتری از این نخ قابلیت نگهداری دهها هزار ترانزیستور را دارد و از نظر توان پردازشی به تراشههای پزشکی نزدیک است. طول بیشتر الیاف به معنای تراکم بالاتر است؛ بهطوریکه یک متر نخ میتواند میلیونها ترانزیستورو با توجه به تعداد ترانزیستورها، با CPUهای رایج برابری کند.
این نسل جدید فیبرها صرفاً به انتقال انرژی یا تأمین قدرت حسگرها محدود نمیشوند، بلکه دارای قابلیت پردازش سیگنالهای آنالوگ و دیجیتال و حتی انجام محاسبات عصبی نظیر تشخیص تصویر هستند. آزمایشها نشان میدهد عملکرد آنها مشابه پردازندههای تصویری مورد استفاده در بینایی ماشین است.
این قابلیت مقاومت بالا این امکان را فراهم میآورد که بخشهای مختلفی نظیر منبع انرژی، حسگر، پردازشگر و خروجی در یک فیبر جمعآوری شوند.
این پروژه نتیجه بیش از ده سال از نوآوریهای پیوسته است. محققان فودان قبلاً بیش از 30 نوع دستگاه فیبری از جمله سیمهای ذخیرهسازی انرژی، الیاف نورافشان و حسگرهای زیستی را توسعه داده بودند. اکنون این تراشه فیبری، تجسم تمام تلاشهای گذشته در یک پلتفرم مقیاسپذیر به شمار میآید. آزمایشهای آزمایشگاهی نشان میدهد تولید انبوه اولیه با زیرساختهای موجود نیمهرسانا میتواند محقق شود.
پژوهشگران بر این باورند که این فناوری میتواند زمینهساز نساجی هوشمند نسل آینده، لباسهای واقعیت مجازی و حتی سیستمهای ارتباطی مغز و رایانه باشد؛ آیندهای که در آن لباسها نهتنها بهعنوان پوشش، بلکه بهعنوان رایانهای تمامعیار عمل خواهند کرد.
