الیاف جدید می توانند لباس های تنظیم کننده نفس بسازند(2026)

۲۷ اردیبهشت ۱۴۰۵ آپ آرت هنر مدرن در صنعت مد ، پارچه ها و منسوجات ، تجارت و بیزینس مد صنعت مد ، پارچه های دست بافت ، منسوجات ، پارچه ها ، برای ، چرا ، صنعت نساجی چه تاثیر بر دنیای امروز دارد ؟ ، صنعت نساجی

تصویر :bonyadimag.ir

مجله بنیادی

الیاف جدید می توانند لباس های تنظیم کننده نفس بسازند

منسوجات "رباتیک" می توانند به مجریان و ورزشکاران کمک کنند تا تنفس خود را آموزش دهند و به طور بالقوه به بیمارانی که پس از تغییرات تنفسی پس از جراحی بهبود می یابند، کمک کند.

نوع جدیدی از الیاف که توسط محققان MIT و در سوئد ساخته شده است را می توان به لباسی تبدیل کرد که میزان کشش یا فشرده شدن آن را حس می کند و سپس بازخورد لمسی فوری را به شکل فشار، کشش جانبی یا لرزش ارائه می دهد. این تیم پیشنهاد می‌کند که چنین پارچه‌هایی را می‌توان در لباس‌هایی استفاده کرد که به آموزش خوانندگان یا ورزشکاران کمک می‌کند تا تنفس خود را بهتر کنترل کنند، یا به بیمارانی که پس از بیماری یا جراحی بهبود می‌یابند، کمک می‌کنند تا الگوهای تنفسی خود را بازیابی کنند.

فیبرهای چند لایه حاوی یک کانال سیال در مرکز هستند که می تواند توسط یک سیستم سیال فعال شود. این سیستم هندسه الیاف را با تحت فشار قرار دادن و رها کردن یک محیط سیال مانند هوا یا آب فشرده در کانال کنترل می کند و به فیبر اجازه می دهد تا به عنوان یک ماهیچه مصنوعی عمل کند. این الیاف همچنین دارای حسگرهای قابل کشش هستند که می توانند میزان کشش الیاف را تشخیص داده و اندازه گیری کنند. الیاف کامپوزیتی به دست آمده به اندازه کافی نازک و انعطاف پذیر هستند تا با استفاده از ماشین های تجاری استاندارد دوخته، بافته یا بافند.

این فیبرها که OmniFibers نامیده می‌شوند، این هفته در کنفرانس آنلاین نرم‌افزار و فناوری رابط کاربر ماشین‌های محاسباتی، در مقاله‌ای توسط اوزگون کیلیچ افسر، دانشجوی دکترا و پژوهشگر وابسته در MIT ارائه می‌شوند. هیروشی ایشی، پروفسور جروم بی. ویزنر، استاد علوم و هنرهای رسانه ای. و هشت نفر دیگر از آزمایشگاه رسانه MIT، دانشگاه اوپسالا، و موسسه سلطنتی فناوری KTH در سوئد.

تصویر:pinterest.com

معماری فیبر جدید دارای تعدادی ویژگی کلیدی است. اندازه بسیار باریک آن و استفاده از مواد ارزان قیمت، ساختار الیاف را به اشکال مختلف پارچه نسبتاً آسان می کند. همچنین با پوست انسان سازگار است، زیرا لایه بیرونی آن بر اساس ماده ای مشابه پلی استر معمولی است. و، زمان پاسخ سریع آن و قدرت و تنوع نیروهایی که می تواند ایجاد کند، امکان سیستم بازخورد سریع را برای آموزش یا ارتباطات از راه دور با استفاده از هاپتیک (بر اساس حس لامسه) فراهم می کند.

خانم افسر می گوید: کاستی بیشتر فیبرهای عضلانی مصنوعی موجود این است که یا از نظر حرارتی فعال می شوند که در تماس با پوست انسان باعث گرم شدن بیش از حد آنها می شود یا کارایی کم یا فرآیندهای تمرینی سختی دارند. او می‌گوید: این سیستم‌ها اغلب زمان‌های پاسخ و بازیابی کندی دارند و قابلیت استفاده فوری آن‌ها را در برنامه‌هایی که نیاز به بازخورد سریع دارند، محدود می‌کند.

به عنوان یک آزمایش اولیه از این ماده، تیم نوعی لباس زیر ساخت که خواننده‌ها می‌توانند برای نظارت و پخش حرکات ماهیچه‌های تنفسی بپوشند تا بعداً بازخورد حرکتی را از طریق همان لباس برای تشویق وضعیت بدنی و الگوهای تنفسی بهینه برای اجرای صوتی مورد نظر ارائه کنند. آواز خواندن به خصوص به خانه نزدیک است، زیرا مادر من یک خواننده اپرا است. او یک سوپرانو است.» در فرآیند طراحی و ساخت این لباس، افسر با یک خواننده اپرا به نام کلسی کاتن که به طور کلاسیک آموزش دیده است، همکاری نزدیک داشته است.

افسر می گوید: «من واقعاً می خواستم این تخصص را به شکلی ملموس به تصویر بکشم. محققان از خواننده خواستند در حالی که لباس ساخته شده از الیاف رباتیک خود را پوشیده بود اجرا کند و داده های حرکتی را از حسگرهای فشار بافته شده در لباس ضبط کردند. سپس داده‌های حسگر را به بازخورد لمسی مربوطه ترجمه کردند. ما در نهایت توانستیم به حس و حالت‌های تحریکی که در نساجی می‌خواستیم دست پیدا کنیم، حرکات پیچیده‌ای را که می‌توانیم از فیزیولوژی یک خواننده خبره بگیریم و آن را به بدن یک ناخوانده، یک یادگیرنده تازه کار، ضبط و پخش کنیم. بنابراین، ما نه تنها این دانش را از یک متخصص دریافت می‌کنیم، بلکه می‌توانیم آن را به صورت احساسی به کسی که تازه در حال یادگیری است، انتقال دهیم.»

خانم افسر می‌گوید: اگرچه این آزمایش اولیه در زمینه آموزش آوازی است، اما می‌توان از همین رویکرد برای کمک به ورزشکاران برای یادگیری بهترین نحوه کنترل تنفس خود در یک موقعیت خاص استفاده کرد، بر اساس نظارت بر ورزشکاران موفق در حین انجام فعالیت‌های مختلف و تحریک گروه‌های عضلانی که در حال عمل هستند. در نهایت، امید این است که چنین لباس‌هایی برای کمک به بیماران برای بازیابی الگوهای تنفسی سالم پس از جراحی بزرگ یا بیماری تنفسی مانند کووید-19 یا حتی به عنوان یک درمان جایگزین برای آپنه خواب (که افسر در کودکی از آن رنج می‌برد) نیز استفاده شود.

افسر که این کار را به عنوان بخشی از پایان نامه دکترای خود در موسسه فناوری سلطنتی KTH انجام می دهد، توضیح می دهد که فیزیولوژی تنفس در واقع بسیار پیچیده است. او می‌گوید: «ما کاملاً از اینکه از کدام ماهیچه‌ها استفاده می‌کنیم و فیزیولوژی تنفس از چه چیزی تشکیل شده است آگاه نیستیم. بنابراین، لباس‌هایی که آن‌ها طراحی کرده‌اند دارای ماژول‌های جداگانه‌ای برای نظارت بر گروه‌های ماهیچه‌های مختلف در حین تنفس و بیرون کشیدن کاربر هستند و می‌توانند حرکات فردی را برای تحریک فعال شدن هر گروه عضلانی دوباره پخش کنند.

تصویر:vogue.com

ایشی می گوید که می تواند کاربردهای متنوعی را برای این فناوری پیش بینی کند. «همه باید نفس بکشند. او می‌گوید تنفس تأثیر عمده‌ای بر بهره‌وری، اعتماد به نفس و عملکرد دارد. "تنفس برای آواز خواندن مهم است، اما همچنین می تواند در بهبودی از جراحی یا افسردگی کمک کند. برای مثال، تنفس برای مدیتیشن بسیار مهم است.»

او می گوید که این سیستم همچنین ممکن است برای تمرین انواع دیگر حرکات ماهیچه ای به جز تنفس مفید باشد. به عنوان مثال، "بسیاری از هنرمندان ما خوشنویسی شگفت انگیزی مطالعه کردند، اما من می خواهم پویایی ضربه قلم ها را احساس کنم"، که ممکن است با یک آستین و دستکش ساخته شده از این ماده بازخورد حلقه بسته انجام شود. و ورزشکاران المپیک ممکن است با پوشیدن لباسی که حرکات یک ورزشکار برتر، چه وزنه بردار یا یک اسکی باز را بازتولید می کند، مهارت های خود را تقویت کنند.

کامپوزیت الیاف نرم، که شبیه یک رشته نخ است، دارای پنج لایه است: داخلی ترین کانال سیال، یک لوله الاستومری مبتنی بر سیلیکون برای محتوی مایع کار، یک حسگر نرم کشش پذیر که فشار را به عنوان تغییر در مقاومت الکتریکی تشخیص می دهد، یک شبکه بیرونی قابل کشش پلیمری بافته شده که ابعاد بیرونی را کنترل می کند، و یک الیاف نازک بر روی من. توسعه پذیری لینینگ یائو، استادیار تعامل انسان و کامپیوتر در دانشگاه کارنگی ملون، که با این تحقیق مرتبط نبود، می‌گوید: مهندسی سطح فیبر و طراحی سطح پارچه به خوبی در این مطالعه ادغام شده‌اند. او می‌گوید: «تکنیک‌های مختلف بافندگی ماشینی، از جمله پارچه‌های منبت کاری و اسپیسر فعال، پیشرفته‌ترین روش‌های جاسازی الیاف محرک در منسوجات را نشان می‌دهد.» هنگامی که ما در مورد تعاملات پوشیدنی با پارچه های فعال صحبت می کنیم، یکپارچه سازی سنجش فشار و بازخورد ضروری است.

افسر قصد دارد به کار بر روی ساخت کل سیستم، از جمله الکترونیک کنترل آن و تامین هوای فشرده، حتی کوچک‌تر ادامه دهد تا آن را تا حد امکان محجوب نگه دارد و سیستم تولیدی را توسعه دهد تا بتواند رشته‌های طولانی‌تری تولید کند. در ماه‌های آینده، او قصد دارد آزمایش‌هایی را در استفاده از این سیستم برای انتقال مهارت‌ها از یک متخصص به یک خواننده تازه‌کار، و بعداً برای کشف انواع مختلف شیوه‌های حرکتی، از جمله تمرین‌های رقص و رقصنده، آغاز کند.

در مورد پارچه ها و فناوری آینده بیشتر بخوانید :