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Dall’MIT arriva la prima fibra digitale programmabile

Gli ingegneri dell'MIIT hanno creato la prima fibra digitale programmabile, in grado di raccogliere e analizzare dati fisiologici di chi la indossa.

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I ricercatori dell’MIT hanno realizzato la prima fibra digitale programmabile. La fibra è in grado di raccogliere dati e analizzarli, al fine di studiare l’attività fisica di chi la indossa. Grazie ai sensori questi filamenti digitali sono in grado di percepire la frequenza cardiaca, la sudorazione e la temperatura, salvando i dati raccolti in memoria e analizzandoli tramite reti neurali. La novità della fibra sta nell’essere digitale, in contrapposizione alle precedenti fibre elettroniche. Questo significa che ora si possono codificare i dati e programmare il filamento da indossare, come se fosse un moderno dispositivo wearable.

L’MIT presenta la fibra digitale programmabile

A capo della ricerca c’è Yoel Fink, professore del dipartimento di scienze dei materiali ed ingegneria elettronica dell’MIT. Come si legge nella relazione pubblicata su Nature Communications, la fibra digitale apre la strada a nuovi modi di monitoraggio del corpo umano, sempre più precisi. L’area di utilizzo prediletta sarebbe quella medica, nella quale si userebbe la fibra per, ad esempio, individuare precocemente diverse malattie e stabilire un piano d’azione adatto. Il tessuto è infatti in grado di individuare dei pattern nascosti analizzando i dati raccolti.

La fibra è stata realizzata con centinaia di chip al silicio, inseriti in una preforma usata per creare la fibra di polimeri. I ricercatori, controllando il flusso di polimeri, hanno realizzato una fibra con connessione elettrica continua, lunga decine di metri. L’avere una connettività uniforme e continua permette di ridurre il numero di connessioni discrete, e quindi diminuire la vulnerabilità del sistema.

Immagine esemplificativa della fibra digitale programmabile prodotta dall' MIT. Credits: Yoel Fink, MIT
Immagine esemplificativa della fibra digitale programmabile prodotta dall’ MIT. Credits: Yoel Fink, MIT

Per testare la fibra i ricercatori hanno fatto indossare il tessuto a diverse persone per vari giorni, mentre svolgevano disparate attività fisiche. In totale ogni volontario ha fornito dati per 4 ore e mezza. La fibra è riuscita a classificare il tipo di attività fisica con una precisione del 96%. Il tessuto usa una rete neurale composta da 1650 connessioni, addestrata sui dati relativi alla correlazione temperatura corporea – tempo – tipo di attività. Partendo dai dati relativi alle prime due metriche il sistema è stato in grado di inferire l’attività motoria svolta.

Fibra programmabile: i possibili usi

Oltre all’individuazione di malattie e patologie, la fibra programmabile appare utile anche per altre applicazioni. Tra queste ci sono ad esempio lo sviluppo di interfacce neurali sempre più precise e l’individuazione dei corrieri della droga. Tra gli usi più particolari vale la pena citare la memorizzazione di film e brani musicali nella fibra. Nel caso delle pellicole, si è diviso il film in 8 frame e successivamente sono stati estratti i valori RGB per ogni pixel nel frame. Questi valori, memorizzati sotto forma di lista, possono essere poi letti nuovamente per ricostruire i frame. I file musicali sono stati trattati in maniera analoga: processati in valori da 16 bit e campionati con una frequenza di 4000 Hz, possono essere poi letti dalla fibra, ricostruendo il brano originale. Questo significa che si può letteralmente indossare un film o una canzone, portandoli con sé e riproducendoli quando si vuole (o quasi).

La fibra è in grado di memorizzare anche i frame di un film.
La fibra è in grado di memorizzare anche i frame di un film.

Ma la fibra si può lavare? Certo che sì: i ricercatori hanno effettuato anche i test di lavaggio per misurare quanto fosse resistente il tessuto. Le fibre hanno subito ben 10 lavaggi prima di rompersi, con temperatura dell’acqua di 45 gradi, nessun detergente e un ciclo di lavaggio da 15 minuti. Saranno questi i vestiti che indosseremo nel prossimo futuro? Ad aver supportato la ricerca troviamo anche diversi corpi dell’esercito, quindi è lecito pensare che tra gli usi della fibra ci saranno anche quelli militari. Al momento l’attività della fibra viene controllata da un device esterno, ma i ricercatori pensano già di introdurre un microcontrollore interno, integrabile direttamente nel tessuto.