Парче от „влакнестия чип“. [Photo provided to CHINA DAILY]
Изследователски екип от университета Фудан в Шанхай успешно изгради сложни електронни схеми в тънки, гъвкави влакна. Този пробив, наричан „чип от влакна“, позволява на тъканите да обработват информация като компютър, като същевременно остават достатъчно меки, за да бъдат разтягани, усуквани и втъкавани в ежедневно облекло.
Развитието може да трансформира индустрии като интерфейси мозък-компютър – които позволяват на мозъка да комуникира директно с външни устройства – както и високотехнологични текстилни изделия и виртуална реалност.
Обикновено компютърните чипове са плоски и твърди, изградени от твърди материали като силиций. И тъй като влакната са извити и имат много малка повърхност, беше трудно да се монтират достатъчно електронни части върху тях, за да бъдат полезни. За да разреши това, екипът на университета Фудан се отдалечи от използването само на повърхността на влакното. Вместо това те проектираха „многопластова спирална архитектура“, като по същество изградиха няколко слоя вериги вътре във влакното, за да използват цялото налично вътрешно пространство.
Експериментите на екипа показват, че влакнен чип с дължина само 1 милиметър може да побере 10 000 транзистора – малките превключватели, които обработват данни в електрониката. Това му дава същата мощност на обработка като чип, използван в сърдечен пейсмейкър. Ако влакното се удължи до 1 метър, то може да побере милиони транзистори, достигайки нивата на мощност на стандартен настолен компютърен процесор.
Изследването, което оспорва традиционния начин на производство на компютърни чипове, беше публикувано в четвъртък в списание Nature.
В продължение на десетилетия учените добавят основни функции към влакната, като например способността да съхраняват енергия или да усещат допир. Въпреки това, тези „умни“ тъкани обикновено трябваше да бъдат включени в обемисти, твърди компютърни чипове, за да функционират. Това направи облеклото твърдо и неудобно. Новият влакнен чип елиминира тази нужда, позволявайки на тъканта да мисли и действа автономно.
„Нашият метод на производство е много съвместим с настоящите инструменти, използвани в индустрията за чипове“, каза Чен Пейнинг, изследовател в Института за влакнести материали и устройства към университета Фудан. „Вече постигнахме начин за масово производство на тези влакнести чипове.“
Технологията има значителни последици за здравеопазването. В областта на BCI настоящите системи използват твърди електроди, които трябва да бъдат свързани към външни компютри. Влакнестият чип би могъл да позволи система със „затворен цикъл“ — където усещането, обработката на данни и медицинската стимулация се случват в рамките на едно меко влакно.
Професор Peng Huisheng, съавтор на изследването, отбеляза, че тези влакна са тънки като 50 микрометра – по-тънки от човешки косъм – и гъвкави като мозъчна тъкан. Това ги прави по-безопасни и по-ефективни при лечението на неврологични заболявания.
В света на виртуалната реалност технологията може да доведе до по-умни „тактилни ръкавици“. Сегашните VR ръкавици често използват тромав хардуер, който ги кара да се чувстват неестествени.
„Интелигентните тактилни ръкавици, направени с чипове от влакна, са неразличими от обикновената тъкан“, каза Чен. „Те могат да усетят и симулират усещането за различни обекти, което може да се използва от хирурзите, за да „почувстват“ твърдостта на тъканта по време на дистанционна роботизирана хирургия.“
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта