أول ملابس مزودة بشاشة لمسية في العالم تظهر، قادرة على عرض الفيديو والاستجابة للمس

عرض فريق البحث من كلية التصميم والهندسة في جامعة سنغافورة الوطنية أول ملابس مزودة بشاشة لمسية في العالم. وقد طوروا نوعًا من الألياف التي تجمع بين وظائف البكسل والاستشعار اللمسي، وتم دمج 54 من هذه الألياف في الأكمام، مما أدى إلى خلق هذا الابتكار. قال الأستاذ المساعد Khudiyev: "تحقيق هذه التقنية يعود إلى قدرتنا على بناء نظام واجهة مستخدم رسومية (GUI) باستخدام مكونات إلكترونية على شكل ألياف، وهو مشابه للألياف التقليدية، ولكن تم دمج الوظائف الإلكترونية المتقدمة مباشرة داخلها."

كشف الفريق أن هذه الأكمام قادرة على عرض الصور والفيديو، والاستجابة للمس الأصابع، والاتصال لاسلكيًا مع الأجهزة الأخرى، مع الحفاظ على خصائص قابلة للغسل، وتهوية، ومرونة، مما يجعلها مشابهة للملابس العادية. هذه الاختراع يجعل الملابس تعمل كواجهة مباشرة لبيانات صحة المستخدم والأجهزة الرقمية، دون الحاجة لاستخدام شاشة صلبة.

وظائف العرض والتفاعل في الملابس

أشار الباحثون إلى أن الشاشات التي نعرفها، مثل تلك الموجودة في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، عادة ما تعرض واجهة مستخدم رسومية (GUI) على لوحات مسطحة وصلبة، وتسمح بالتفاعل. بينما لم تتمكن الأقمشة التقليدية المصنوعة من ألياف أحادية البعد من تحقيق هذه القدرة. حتى الآن، كانت الشاشات اللمسية الملونة القابلة للنسيج لا تزال صعبة التحقيق. لبناء شاشة عرض ملابس تعتمد على الألياف، طور فريق NUS طريقة قابلة للبرمجة، لإنشاء نقاط اتصال على أسلاك عازلة صغيرة، وهي المواقع المطلوبة لكل شريحة صغيرة. يتم تعريض هذه المواقع بالليزر، بينما تساعد الرطوبة السطحية المتحكم بها على توصيل اللحام المنصهر فقط في النقاط المبرمجة، مما يتيح للفريق دمج أكثر من 5,000 شريحة عبر أكثر من 20,000 اتصال كهربائي.

تم دمج شريط LED الرقمي المتصل بعد ذلك في نوع من الألياف متعددة الطبقات، باستخدام طريقة السحب الحراري، مما يسمح بتشكيل دقيق لطبقات اللمس والبكسل في سلك يبلغ سمكه 1 ملليمتر وطوله 10 أمتار. الطبقات الموجودة تحت LED قادرة على استشعار اللمس، حيث يكمل الضغط على الألياف الدائرة الكهربائية، ويمكن للإشارة عرض موقع الاتصال بدقة، مما يضيء البكسل الأقرب. وأضاف الأستاذ المساعد Khudiyev: "تمتلك الألياف شكلًا هندسيًا محوريًا أحادي البعد، مما يجعل من الصعب بناء دوائر معقدة باستخدام الطرق المطورة للأجهزة الإلكترونية ثنائية الأبعاد التقليدية."

لقد تغلبنا على هذا القيد من خلال هيكل متصل جديد، مما يسمح بدمج وتوصيل الآلاف من الأجهزة الدقيقة على طول الألياف."

تصميم النموذج الأولي والتفاصيل التقنية

كشف الباحثون أيضًا أنه في نموذجهم الأولي، تم إدخال 54 ألياف بكسل، تحمل كل منها 96 LED، في الساعد الأمامي للأكمام، مما شكل شاشة عرض بحجم 96 × 54 بكسل، بأبعاد 168 ملليمتر × 105 ملليمتر، تعمل بمعدل تحديث 30 إطارًا في الثانية وعمق لون 8 بت. كل ألياف لها قناة تحكم خاصة بها، لذا فإن عطل في سلك واحد لن يؤثر على التشغيل الطبيعي للألياف المجاورة، كما أن النظام قادر على تسجيل لمسات متعددة في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، قام الفريق أيضًا بدمج ألياف محيطية، تم تصنيعها بنفس الطريقة، وتحمل ميكروفون ومكبر صوت ومستشعرات تتعقب الحركة، وتحدد الاتجاه المغناطيسي الشمالي، وتقيس درجة الحرارة، وتقييم مستوى الإضاءة المحيطة.