Ученые разработали гибкий волоконный чип, толщина которого аналогична человеческому волосу, способный обрабатывать данные непосредственно в ткани. Это открывает новые возможности для «умной» одежды, переносной электроники и медицины.
Ученые из Университета Фудань в Шанхае создали уникальный гибкий волоконный чип, толщина которого сравнима с человеческим волосом. Он может быть встроен прямо в ткань одежды, текстильных изделий и медицинских устройств, обеспечивая обработку данных без необходимости подключения к внешним устройствам. Это открывает возможности для разработки умной одежды, современных медицинских приборов и гаджетов виртуальной реальности.
Классические микрочипы на основе кремния жесткие и хрупкие, они не подходят для гибких материалов. Научная группа изменила подход: вместо размещения электронных компонентов на плоской поверхности они начали с тонкого эластичного листа, на который наносили схемы и защитный полимерный слой. Лист затем сворачивали в плотную многослойную спираль, напоминающую суши-ролл — отсюда и неофициальное название «суши-чип», которое получила технология Fibre integrated circuits.
Новая эра носимой электроники
Необычный архитектурный подход позволил разместить до 100 000 транзисторов на сантиметр длины волокна и сохранять работоспособность при экстремальных нагрузках. В испытаниях чип выдержал однократный наезд 15-тонного грузовика, а также 100 000 изгибов и растяжение более чем на 30%, оставаясь при этом функциональным.
Длина волокна определяет его вычислительную мощность: короткие отрезки могут обрабатывать простые сигналы, а метр такой нити имеет достаточно транзисторов, чтобы по вычислительной способности сравняться с традиционным компьютерным чипом.
Преимущество данной технологии — в полной автономности. В одном волокне могут находиться источник питания, датчики и процессор. Это означает, что изделие, например, ткань, может обрабатывать данные непосредственно на месте, без необходимости отправлять информацию на внешние модули.
Где это работает
Авторы предлагают следующие области применения «суши-чипов»:
- Носимая электроника — одежда, которая контролирует состояние здоровья, отслеживает движения и уровень активности, а также передает данные на внешние устройства;
- Интерфейсы «мозг-компьютер» и мягкие импланты, заменяющие жесткие электроды современными мягкими волокнами. Это может значительно улучшить качество нейромедицинских систем;
- Устройства виртуальной реальности и тактильные перчатки, способные ощущать форму и сопротивление объектов, удаленно имитируя сенсорные ощущения.
О том, как изобретательные китайцы создали ткань с функцией распознавания голоса, читайте в материале Hi—Tech Mail.
Фото: hi-tech.mail.ru