لقد أمضى المهندسون وعلماء الكمبيوتر الجزء الأكبر من السنوات الخمس عشرة الماضية في محاولة دمج تكنولوجيا الهاتف المحمول في الملابس. وأقرب مثال على ذلك ما يسمى “ملابس ذكية” لقد أصبح البيع بالتجزئة حقيقة واقعة في عام 2017، عندما تعاونت شركة Levi العملاقة للجينز الأزرق مع Google لإصدار مجموعتها الخاصة الجاكار سترة سائق الشاحنة. على السطح، بدا تمامًا مثل الدنيم الأصلي الشهير، لكن الكفة الخاصة به كانت كذلك أجهزة استشعار تعمل باللمس وردود فعل لمسية مدمجة. ومن خلال التلاعب بهذه المدخلات، يمكن لمرتديها التحكم في جوانب هواتفهم الذكية المتصلة مثل إيقاف الموسيقى مؤقتًا وتخطيها للأمام، أو تلقي تغييرات الاهتزاز أو حتى التقاط صورة عن بعد، كل ذلك دون الحاجة إلى التوقف والنظر إلى شاشة الهاتف.
متصل غير مشتت | سترة Levi’s Trucker مع Jacquard من Google
كان Jacquard بمثابة قفزة تكنولوجية، لكن نظام الإدخال البسيط نسبيًا الخاص به يعني أن استخداماته كانت مجردة بشكل لا يصدق، وفي نهاية المطاف جوجل أغلقت جاكار في عام 2023. لكي “تحل” الملابس الذكية محل الهاتف المحمول، الملابس أنفسهم سوف تحتاج إلى العمل كشاشة. وقد ثبت أن هذا التحدي أكثر صعوبة، لكن فريقًا من كلية التصميم والهندسة بجامعة سنغافورة الوطنية يعتقد أنه اتخذ خطوات مهمة للأمام فيما يطلق عليه أول شاشة تعمل باللمس في العالم مدمجة في الملابس. لقد تمكنوا من تحقيق ذلك من خلال هندسة ألياف مرنة يمكن ارتداؤها مكونة من 54 أليافًا إلكترونية تعمل مثل بكسل الصورة الرقمية. يمكن نسج هذه الألياف في الملابس لإنشاء مساحة على ساعد المستخدم تبدو وكأنها شاشة الهاتف الذكي.
وفي الاختبار، قام الباحثون الذين يرتدون القميص الذي يعمل باللمس بتوصيله بهواتفهم، واستخدموه للتمرير عبر الصور. يقوم هذا القميص/الشاشة الهجين أيضًا بتشغيل مقاطع الفيديو بمعدل 30 إطارًا في الثانية، وهو ليس مناسبًا تمامًا للعرض من الدرجة الأولى، ولكنه مقبول بالتأكيد. وتمكن الفريق أيضًا من النقر على القميص الذي يعمل باللمس للتحقق من الإشعارات واستخدام اتصال البلوتوث الخاص به لإصدار الأوامر الصوتية. ويمكنه أيضًا تشغيل تطبيق الآلة الحاسبة. تحدث عن بعض الرياضيات الخلفية.
القميص الذي يعمل باللمس ليس جاهزًا للاستخدام السائد بعد، ولكنه يقدم أحد أوضح النماذج حتى الآن لكيفية جذب الملابس الذكية العقول المشتتة بشكل متزايد بعيداً عن شاشات الهواتف الذكية.
وقد نشر الفريق النتائج التي توصلوا إليها مؤخرا في المجلة طبيعة
“ما جعل هذا ممكنًا هو قدرتنا على بناء نظام واجهة المستخدم الرسومية من وحدات البناء الإلكترونية في شكل ألياف – على غرار الخيوط التقليدية، ولكن مع الوظائف الإلكترونية المتطورة المدمجة مباشرة في الألياف،” الأستاذ المساعد في كلية التصميم والهندسة بجامعة سنغافورة الوطنية تورال خودييف قال في بيان.
تقديم واجهة المستخدم الرسومية للملابس!
تحويل شرائط الإضاءة LED إلى منسوجات قابلة للانحناء
إن تحويل الألياف إلى مدخل رقمي يمكن ربطه ليس بالأمر السهل. شرع الفريق في تطوير طريقة لإنشاء نقاط اتصال على طول أسلاك صغيرة معزولة في المكان الذي تحتاج إليه كل شريحة دقيقة مصاحبة. استخدموا ضوء الليزر لتوجيه اللحام المنصهر بدقة، وهي عملية تستخدم في تصنيع لوحات الدوائر التي تضمن ربط المعدن المنصهر فقط في نقاط محددة على طول السلك. تم بعد ذلك سحب الشريط الناتج من مصابيح LED إلى خيط متعدد الطبقات يبلغ سمكه مليمتر واحد، وهو أرق من بطاقة الائتمان. في المجمل، يقول الفريق إنه قام بدمج أكثر من 5000 شريحة من خلال أكثر من 200000 مكون كهربائي في النسيج.
وأضاف خودييف: “تحتوي الألياف على هندسة أحادية البعد ومتناظرة محوريًا، مما يجعل من الصعب بناء دوائر معقدة باستخدام الأساليب المطورة للإلكترونيات التقليدية ثنائية الأبعاد”. “لقد تغلبنا على هذا القيد من خلال بنية جديدة للتوصيل البيني، والتي تمكن الآلاف من الأجهزة الإلكترونية الدقيقة من التكامل والترابط عبر الألياف.”
وبمجرد نسجها بالكامل في الملابس، تشكل الألياف الذكية شاشة عرض مقاس 6.6 × 4.3 بوصة. يمكن للشاشة نفسها تسجيل عدة لمسات في وقت واحد وتدعم عمق الألوان 8 بت، مما يمنحها نوعًا من المظهر المرئي المتلألئ الذي يذكرنا إلى حد ما بألعاب الفيديو في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات. يتم نسج الكل في الساعد الداخلي للثوب.
تظل الشاشة تعمل بعد 50 غسلة
من حيث الأداء الوظيفي، فإن الملابس التي تعمل باللمس هي أقرب إلى الهواتف الذكية المبكرة من الأجهزة الأحدث مثل ايفون ديو. تُظهر الصور التي قدمها الباحثون الغلاف الذي يعرض صور النمور والببغاوات والتماثيل الرخامية الكلاسيكية، وكلها بدقة غامضة ولكن مقبولة. في اللقطات التي تمت مشاركتها في الدراسة، يبدو أن مقاطع الفيديو تعمل بسلاسة بمعدل 30 إطارًا في الثانية، ولكن بدون صوت فقط. تؤدي مزامنة الصوت مع الفيديو إلى خفض ذلك إلى 25 إطارًا في الثانية، مما يجعل التشغيل أكثر تقطعًا بشكل ملحوظ. كما أنه ليس من الواضح تمامًا كيف يتم تشغيل الملابس أو المدة التي يمكن أن تعمل فيها قبل أن تحتاج إلى الشحن.
وعلى الرغم من هذه القيود، لا يزال الغلاف يعمل في الغالب كجهاز محمول. وبنفس القدر من الأهمية، فهو يعمل أيضًا كقميص. لا ينبغي أن يبدو ارتداء الملابس الذكية وكأنك ملفوفة بإحكام في كابلات إيثرنت. في هذه الحالة، يقول الفريق إن شاشة العرض المنسوجة قابلة للتنفس مثل الدنيم والقطن الثقيل. ولاختبار متانة الشاشة التي تعمل باللمس، قاموا بإحراق الحاجز 1000 مرة وتمريره عبر الغسالات لمدة 50 دورة. وحتى بعد إساءة الاستخدام هذه، ظلت أجهزة العرض وأجهزة استشعار اللمس تعمل بشكل جيد تقريبًا كما كانت من قبل.
يقول مؤيدو الملابس الذكية إن التكرارات الأكثر تقدمًا لأجهزة مثل هذه يمكن أن تساعد في مراقبة البيانات الصحية للمستخدم بدقة أكبر وعرضها لهم في شكل يمكن الوصول إليه بسرعة وممكن. ويقول خودييف إن عامل الشكل هذا، خاصة عند دمجه مع أنظمة الذكاء الاصطناعي، “يمكن أن يتيح مراقبة صحية شخصية، وردود الفعل والمساعدة”.
وفي حين أن هناك أيضًا توجه متزايد لتحويل الانتباه بعيدًا عن شاشات الهاتف المحمول، فإن هذا الجهاز لا يعالج هذه المشكلة إلا جزئيًا. يمكن تنفيذ بعض الوظائف مثل تلقي الرسائل على النسيج الذكي، ولكن عرض الصور ومقاطع الفيديو عليه يؤدي في الأساس إلى تبديل شاشة بأخرى، وخاصة الشاشة الأسوأ.
الملابس الذكية آخذة في التحسن، ولكن لا يزال من الممكن استخدام خياط لائق.
