Una forma cómoda

Los textiles inteligentes detectan cómo se mueven sus usuarios.

Los científicos del MIT han desarrollado recientemente textiles inteligentes que son tejidos cómodos y ajustados. Este textil inteligente detecta cómo se mueven sus usuarios. Puede reconocer las actividades de su usuario, como caminar, correr y saltar.

Usaron un tipo particular de hilo de plástico y lo derritieron. Este proceso se conoce como termoformado. Al hacerlo, los científicos podrían mejorar significativamente la precisión de los sensores de presión tejidos en tejidos de punto multicapa, a los que llaman 3DKnITS.

Usando este proceso, crearon un zapato y un tapete inteligentes. Más tarde, midieron e interpretaron los datos de los sensores de presión en tiempo real, operando sistemas de hardware y software recientemente desarrollados. Con una tasa de precisión de aproximadamente el 95 %, el algoritmo de aprendizaje automático anticipó los movimientos y las posiciones de yoga que haría una persona mientras estaba de pie sobre la alfombra textil inteligente.

Para fabricar su textil inteligente, los científicos aprovecharon la tecnología de tejido digital. La tecnología permite la creación rápida de prototipos y se puede ampliar fácilmente para la fabricación a gran escala.

La máquina de tejer digital teje capas de tela con hileras de hilo estándar y funcional. El tejido de punto multicapa está hecho de un tejido piezorresistivo que cambia de resistencia cuando se aprieta, intercalado entre dos capas de tejido de hilo conductor. La máquina cose este útil hilo en filas horizontales y verticales a lo largo de la tela de acuerdo con un patrón. Se fabrica un sensor de presión donde se cruzan las fibras funcionales.

Pero el hilo es suave y flexible, por lo que las capas se mueven y se frotan entre sí cuando el usuario se mueve. Esto genera ruido y provoca variabilidad, lo que hace que los sensores de presión sean mucho menos precisos.

Irmandy Wicaksono, asistente de investigación en el MIT Media Lab, ideó una solución a este problema. Observó a los trabajadores que fabricaban zapatillas con hilos termoplásticos que comenzaban a derretirse cuando se calentaban a más de 70 grados centígrados, lo que endurece ligeramente el tejido para que pueda mantener una forma precisa.

Decidió intentar incorporar la fusión de fibras y el termoformado en el proceso de fabricación de textiles inteligentes.

Dijo: "El termoformado resuelve el problema del ruido porque endurece el tejido multicapa en una sola capa apretando y derritiendo toda la tela, mejorando la precisión. Ese termoformado también nos permite crear formas 3D, como un calcetín o un zapato, que se ajustan a la tamaño y forma precisos del usuario".

Después de esto, requirió un sistema para procesar con precisión los datos del sensor de presión. Dado que la tela se teje como una cuadrícula, los científicos desarrollaron un circuito inalámbrico que escanea filas y columnas en la tela y mide la resistencia en cada punto.

También crearon un sistema que muestra los datos del sensor de presión como un mapa de calor. Esas imágenes se alimentan a un modelo de aprendizaje automático, que está entrenado para detectar la postura, la pose o el movimiento del usuario en función de la imagen del mapa de calor.

Según los científicos, su tejido inteligente podría ser útil, especialmente en el cuidado de la salud y la rehabilitación. Por ejemplo, podría usarse para producir zapatos inteligentes que sigan el paso de alguien que está aprendiendo a caminar nuevamente después de una lesión o calcetines que controlen la presión en el pie de un paciente diabético para prevenir la formación de úlceras.

Los científicos ahora están explorando aplicaciones más creativas. En colaboración con un diseñador de sonido y una bailarina contemporánea, desarrollaron una alfombra textil inteligente que impulsa notas musicales y paisajes sonoros basados ​​en los pasos de la bailarina para explorar la relación bidireccional entre la música y la coreografía.

Eric Berkson, profesor asistente de cirugía ortopédica en la Escuela de Medicina de Harvard y cirujano ortopédico de medicina deportiva en el Hospital General de Massachusetts, que no participó en esta investigación, dijo: "Siempre es asombroso ver avances tecnológicos de formas tan significativas. Es increíble pensar que nuestra ropa, una manga para el brazo o un calcetín, puede crearse de manera que su estructura tridimensional pueda usarse para la detección. En el campo de la medicina y la medicina deportiva ortopédica específicamente, esta tecnología brinda la capacidad de detectar mejor y clasificar movimiento y reconocer patrones de distribución de fuerza en situaciones del mundo real (fuera del laboratorio). Este pensamiento mejorará las técnicas de detección y prevención de lesiones y ayudará a evaluar y dirigir la rehabilitación".

Referencias de revistas: