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Les ingénieurs du MIT développent une fibre numérique



La fibre textile programmable a des capacités numériques, prêtes à collecter, stocker et analyser des données à l’aide d’un réseau de neurones.

Des chercheurs du MIT ont créé la première fibre dotée de capacités numériques, capable de détecter, stocker, analyser et déduire une activité après avoir été cousue dans une chemise.

Yoel Fink, professeur dans les départements de science et ingénierie des matériaux et de génie électrique et informatique, chercheur principal du Laboratoire de recherche en électronique et auteur principal de l’étude, affirme que les fibres numériques élargissent les possibilités pour les tissus de découvrir le contexte. de modèles cachés dans le corps humain qui pourraient être utilisés pour la surveillance des performances physiques, l’inférence médicale et la détection précoce des maladies.

Fink et ses collègues décrivent les caractéristiques de la fibre numérique aujourd’hui en Communication Nature. Jusqu’à présent, les fibres électroniques étaient analogiques – transportant un signal électrique continu – plutôt que numérique, où des bits d’information discrets peuvent être codés et traités en 0 et en 1.

La nouvelle fibre a été créée en plaçant des centaines de puces numériques micrométriques carrées en silicium dans une préforme qui a ensuite été utilisée pour créer une fibre polymère. En contrôlant précisément le flux de polymère, les chercheurs ont pu créer une fibre avec une connexion électrique continue entre les puces sur une longueur de plusieurs dizaines de mètres. La fibre elle-même est fine et flexible et peut être passée à travers une aiguille, cousue dans des tissus et lavée au moins 10 fois sans se décomposer.

« Ce travail présente la première réalisation d’un tissu avec la capacité de stocker et de traiter des données numériquement, ajoutant une nouvelle dimension de contenu d’information aux textiles et permettant de programmer littéralement les tissus », a déclaré Fink.

Image d’Anna Gitelson-Kahn ; Roni Cnaani ; avec l’aimable autorisation du MITfibre numérique

La fibre fait également quelques pas en avant dans l’intelligence artificielle en intégrant, au sein de la mémoire fibre, un réseau de neurones de 1 650 connexions. Après l’avoir cousue autour de l’aisselle d’une chemise, les chercheurs ont utilisé la fibre pour collecter 270 minutes de données de température corporelle à la surface d’une personne portant la chemise, et analyser comment ces données correspondaient à différentes activités physiques. Formée sur ces données, la fibre a pu déterminer avec une précision de 96 % à quelle activité la personne la portant était engagée.

L’ajout d’un composant d’IA à la fibre augmente encore ses possibilités, selon les chercheurs. Les tissus avec des composants numériques peuvent collecter de nombreuses informations à travers le corps au fil du temps, et ces « données abondantes » sont parfaites pour les algorithmes d’apprentissage automatique, a déclaré Gabriel Loke, doctorant au MIT et l’un des auteurs principaux de l’article.

Avec ce pouvoir analytique, les fibres pourraient un jour détecter et alerter les gens en temps réel des changements de santé comme un déclin respiratoire ou un rythme cardiaque irrégulier, ou fournir des données d’activation musculaire ou de fréquence cardiaque aux athlètes pendant l’entraînement.

La fibre étant contrôlée par un petit périphérique externe, la prochaine étape consistera donc à concevoir une nouvelle puce en tant que microcontrôleur pouvant être connecté à l’intérieur de la fibre elle-même.

Lisez l’article complet du MIT News ici.

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