Используя новый технологический процесс, инженеры MIT получили умный текстиль, который приспосабливается к телу, распознавая его положение и движения. Ткань содержит особый тип нитей, которые слегка плавятся под действием тепла. Это позволяет значимо усилить точность вплетенных датчиков давления.

Для производства умной ткани инженеры использовали цифровой ткацкий аппарат, который сплетает слои материи из обычных и функциональных ниток. Многослойный текстиль состоит из двух слоев проводящей электричество пряжи, между которыми находится пьезорезистивный материал, меняющий сопротивление при сжатии. Следуя заданному шаблону, станок вплетает функциональную нить в горизонтальные и вертикальные ряды материи. Там, где эти волокна пересекаются, возникает датчик давления, сообщает MIT News.

Однако нити мягкие и гибкие, поэтому слои смещаются и трутся друг о друга, когда человек находится в движении. Это создает помехи и снижает точность датчиков. Для решения этой проблемы разработчики решили использовать термопластовые нитки, которые начинают плавиться при температуре выше 70 градусов Цельсия. От этого многослойная ткань сплавляется в один слой и может сохранить точную форму. Такой подход позволил инженерам избавиться от помех, а также открыл путь к созданию трехмерных форм, например обуви или носков, которые идеально подходят по форме ноге владельца.

Затем была создана система обработки данных, поступающих с датчиков давления. Беспроводная схема сканирует ряды и колонки материи, сплетенной в виде решетки, и измеряет сопротивление в каждой точке. Данные давления были представлены в виде тепловой карты, которую загрузили в модель машинного обучения, умеющую распознавать положение или движение тела. В итоге получился коврик, который понимает, что делает пользователь — идет, бежит, выполняет отжимания и так далее — с точностью 99,6% и способен распознавать семь поз йоги с точностью 98,7%.

Помимо коврика инженеры создали из умной ткани тряпичную обувь с 96 датчиками давления. С их помощью они измерили давление на различные части стопы во время удара по футбольному мячу.

Авторы изобретения считают, что умная ткань может пригодиться, в частности, для физиотерапии и протезирования, где важно точно определять степень давления.