A tela sensível ao toque vestível se integra ao tecido da sua roupa.

PN - As telas se tornaram indispensáveis na maior parte do nosso dia a dia.

Elas estão presentes em celulares, outdoors, pequenos dispositivos vestíveis, cafeteiras, vasos sanitários e em praticamente todos os lugares . Agora, cientistas descobriram uma maneira de integrá-las ao próprio tecido das roupas.

Pesquisadores da Universidade Nacional de Singapura (NUS) descobriram uma maneira de transformar um tecido de aparência comum em uma tela interativa.

Não estamos falando de uma tela embutida em uma camisa; o próprio tecido é a tela. Ele pode reproduzir vídeos, exibir notificações, medir sua temperatura corporal e reagir ao seu toque! A tecnologia que possibilita isso é uma fibra eletrônica especial sensível à pressão, que contém minúsculos chips de LED, conexões elétricas e uma camada sensível ao toque. Cada fibra tem cerca de 1 mm de espessura e 10 metros de comprimento.

Para a demonstração, os pesquisadores incorporaram 54 dessas fibras no antebraço de uma manga. Cada fibra contém 96 LEDs, resultando em uma tela de 96 × 54 pixels com dimensões de 168 × 105 mm; uma taxa de atualização de 30 quadros por segundo; e profundidade de cor de 8 bits. É verdade que se trata de uma tela com resolução relativamente baixa para os padrões atuais, mas ela consegue exibir imagens reconhecíveis, animações e interfaces gráficas simples. Além disso, é a manga de uma camisa!

Além das fibras de exibição, os cientistas também incorporaram um microfone, um alto-falante e vários sensores em fibras flexíveis para vestuário. O projeto foi detalhado na revista Nature .

Então, como isso funciona na prática? A primeira parte do segredo está nas próprias fibras eletrônicas, que os pesquisadores chamam de fibras de pixel digital. Cada fibra é um longo fio de plástico flexível, contendo uma fileira de minúsculos chips de LED, fios elétricos finos e uma camada sensível ao toque. Cada LED funciona como um pixel individual que pode acender em cores diferentes, enquanto os fios elétricos fornecem energia e transmitem as instruções que dizem aos LEDs o que exibir.

Integrar todos esses componentes eletrônicos em algo tão fino e flexível quanto um fio não foi tarefa fácil.

Os pesquisadores começaram organizando milhares de minúsculos chips de LED RGB em linha reta e, em seguida, passando vários fios de cobre isolados e extremamente finos ao longo deles. Usando um laser programável, eles removeram cuidadosamente o isolamento em pontos específicos onde os fios precisavam se conectar aos LEDs. Depois, aplicaram solda e aqueceram o conjunto, permitindo que o metal fundido se ligasse apenas às seções de cobre expostas. Esse método possibilitou conectar mais de 5.000 chips eletrônicos por meio de mais de 20.000 conexões elétricas.

Com os LEDs e suas conexões elétricas já instalados, os pesquisadores utilizaram um processo chamado estiramento térmico para transformar o conjunto em uma fibra. Esse processo consistia em aquecer uma estrutura polimérica maior até que ela amolecesse e, em seguida, esticá-la até obter uma forma muito mais fina e alongada, enquanto a fita de LEDs interconectada era continuamente inserida nela. O processo envolveu os componentes eletrônicos em um polímero transparente e flexível e incorporou camadas condutoras sob os LEDs para detecção por toque.

Cada fibra acabada funciona essencialmente como um longo e estreito visor digital. Os LEDs contêm elementos emissores de luz vermelha, verde e azul, cujo brilho pode ser ajustado para produzir diferentes cores. Um controlador envia instruções digitais ao longo dos fios de cobre, informando a cada LED qual cor produzir e com que intensidade brilhar. Cada LED recebe suas instruções e passa os dados restantes para o próximo, permitindo que toda a fileira exiba cores e padrões diferentes simultaneamente.

Com as fibras individuais funcionando, o próximo passo foi montá-las em uma tela sensível ao toque real. Para o protótipo, os pesquisadores incorporaram 54 fibras eletrônicas – cada uma contendo 96 LEDs controláveis individualmente – na parte do antebraço da manga de uma peça de roupa, transformando-a em uma tela bidimensional funcional.

Além da própria tela sensível ao toque, os pesquisadores também incorporaram diversas fibras eletrônicas especializadas na vestimenta, fabricadas utilizando a mesma técnica das fibras da tela.

Esses componentes incluem um microfone e um alto-falante para comandos de voz e reprodução de áudio; sensores de movimento para detectar movimento e orientação; um magnetômetro para funcionar como bússola; um sensor de temperatura para monitorar a temperatura corporal; e um sensor de luz ambiente para ajustar automaticamente o brilho da tela. Juntos, esses componentes permitem que a capa execute diversas funções associadas aos primeiros smartphones, incluindo reproduzir vídeos com som, responder a comandos de voz, girar automaticamente a tela e exibir a temperatura corporal do usuário.

Atualmente, já existem telas flexíveis, têxteis eletrônicos e roupas inteligentes. No entanto, a maioria das abordagens consiste em fixar componentes eletrônicos ao tecido ou integrar funções de sensoriamento e iluminação relativamente simples. Contudo, uma interface gráfica de usuário programável e sensível ao toque, construída com fibras eletrônicas que fazem parte da própria roupa, é uma inovação.

Além disso, apesar de toda a eletrônica envolvida, os pesquisadores demonstraram que o tecido eletrônico podia suportar 50 lavagens na máquina e 1.000 ciclos de flexão sem deterioração substancial em seu desempenho de exibição ou toque. A arquitetura de fabricação, que integra mais de 5.000 chips com mais de 20.000 conexões elétricas, mantendo a flexibilidade e a respirabilidade do tecido, também é uma grande conquista.

As aplicações potenciais incluem roupas inteligentes que exibem notificações, instruções de navegação e outras informações sem que os usuários precisem pegar seus telefones. Na área da saúde, as vestimentas poderiam monitorar continuamente sinais vitais, como temperatura corporal e frequência cardíaca, permitindo que os usuários visualizem e interajam com seus dados de saúde diretamente em suas roupas.

Atletas poderiam usar vestimentas semelhantes para monitorar o desempenho, enquanto trabalhadores em ambientes industriais poderiam receber alertas de segurança e instruções de operação nas mangas. Os pesquisadores também vislumbram a integração de inteligência artificial em versões futuras, possibilitando roupas que respondam de forma inteligente ao usuário e ao ambiente ao seu redor.

Por outro lado, uma rosca de 1 mm de espessura é relativamente grossa. A resolução da tela também é bastante baixa para os padrões atuais.

Os pesquisadores agora trabalham para aprimorar a resolução da tela, desenvolvendo componentes eletrônicos menores e fibras mais finas, além de integrar sensores mais avançados e recursos de IA no dispositivo. O objetivo final é combinar tela, sensor de toque e processamento inteligente em uma única plataforma têxtil, abrindo caminho para roupas capazes de monitorar quem as veste, compreender o ambiente ao redor e fornecer informações ou assistência quando necessário.

Planetário Notícias

Fonte: Universidade Nacional de Singapura