Электронику в «умной» одежде заменили ферромагнитной нитью

Инженеры из Вашингтонского университета разработали систему записи и считывания информации с ферромагнитной ткани с помощью магнитометра, который установлен во многих современных смартфонах. Разработчики считают, что такую ткань можно использовать в «умной» одежде в качестве дешевой альтернативы RFID-меткам. Разработка была представлена на конференции UIST 2017, статья опубликована на сайте университета.

Для доступа в помещения используются разные устройства, в том числе RFID- или NFC-метки. Их основное преимущество заключается в том, что их можно сделать пассивными — при такой реализации они не требуют собственного источника питания, и получают энергию от считывателя за счет электромагнитной индукции. Но в то же время, большинство из них нельзя сильно гнуть, а стоимость системы из меток и считывателя обычно составляет несколько сотен долларов.

Американские инженеры разработали дешевую и удобную альтернативу таким меткам. Для этого они использовали в качестве носителя информации обычную ткань, которую вышили ферромагнитными нитками. Авторы взяли коммерчески доступную проводящую нить, часто используемую для создания перчаток, в которых можно пользоваться сенсорными экранами. Этой нитью исследователи вышили несколько лоскутов обычной ткани и экспериментальным путем выбрали плетение, которое давало наиболее оптимальную величину магнитного поля.

Процесс записи и чтения довольно прост. Для записи необходимо несколько раз провести магнитом возле определенной области ткани. Значение (единица или ноль) в этой области зависит от полярности магнита. Для считывания можно использовать как отдельный магнитометр, подключаемый к компьютеру, так и встроенный во многие современные смартфоны датчик.

Исследователи написали специальное приложение для Android, которое может считывать как значение в той или иной области ткани, так и распознавать простые жесты. Они продемонстрировали одно из потенциальных применений такой ткани: пользователь может управлять смартфоном, спрятанным в кармане, с помощью жестов руки в перчатке с ферромагнитными нитями. Инженеры утверждают, что себестоимость одной метки из такой ткани составляет менее 20 центов. Кроме того, такую ткань можно мыть и гладить утюгом без потери данных.

Есть много других перспективных разработок в сфере умной одежды, например, недавно ученые придумали способ выращивания растительного волокна со «встроенными» свойствами, такими как магнетизм или способность светиться в ультрафиолете. Также созданы искусственные материалы для выработки электричества в такой одежде, такие как нить, вырабатывающая электричество при растяжении, или гибкие и водозащищенные солнечные панели. А для хранения выработанной энергии китайские исследователи создали нитевидные аккумуляторы, которые можно заплетать в ткань с помощью обычных промышленных ткацких станков. Некоторые из разработок существуют не только в виде прототипов, и уже поступили в продажу, как, например, джинсовая куртка от Google и Levi’s с сенсорными вставками.

Григорий Копиев