Viện kỹ thuật liên bang Lausanne (EPFL) chế tạo sợi điện tử để đo các thông tin trên cơ thể người
Các nhà khoa học tại EPFL đã phát triển sợi điện tử có thể gắn lên hàng dệt may để đo các thông tin trên cơ thể người. Các sợi điện tử này giúp đo các biến dạng phức tạp trên vải, thông qua đó xác định các thông tin trên cơ thể người. Công nghệ này dựa trên lý thuyết đường truyền và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: chăm sóc sức khỏe, ngành chế tạo robot.
Giáo sư Fabier và tiến sỹ trợ lý Andreas Leber đã thực hiện nghiên cứu này tại Phòng thí nghiệm Vật liệu và Thiết bị sợi quang, trường Kỹ thuật của EPFL. Công nghệ này được sử dụng để phát hiện chuyển động của cơ thể và các yếu tố liên quan. Tiến sỹ Leber cho biết “hãy tưởng tượng quần áo và ga trải giường bệnh viện có thể theo dõi hơi thở, cử chỉ của bạn hoặc hàng dệt may được xử lý cho phép con người tương tác an toàn và trực quan hơn với robot. Các đường truyền linh hoạt mà chúng tôi đang phát triển có thể thực hiện tất cả các điều này”.
Các nhà nghiên cứu đã phát minh ra một loại cảm biến đơn có thể phát hiện các biến dạng vải khác nhau như: kéo giãn, nén ép và xoắn cùng một lúc. Tiến sỹ Leber cho biết thêm “việc tìm ra phương pháp để tính toán tất cả những thay đổi này là một thách thức lớn với chúng tôi vì rất khó để các cảm biến đo được nhiều chuyển động cùng một lúc. Ngoài ra, các cảm biến thông thường có một số nhược điểm. Thứ nhất là dễ vỡ và gẫy. Thứ hai là cần một lượng cảm biến lớn để bao phủ một diện tích rộng, điều này làm mất đi nhiều ưu điểm của vải. Cuối cùng là mỗi loại cảm biến thông thường chỉ có thể phát hiện một loại biến dạng”.
Nhưng bằng cách kết hợp các nguyên lý trong phép đo phản xạ giáo sư Sorin và tiến sỹ Leber đã có thể tạo ra các cảm biến dạng sợi linh hoạt mở ra hướng mới cho hàng dệt may thông minh. Tiến sỹ Leber giải thích “công nghệ này hoạt động như một rada nhưng nó phát ra các xung điện thay vì sóng điện từ. Các cảm biến dạng sợi hoạt động giống như các đường truyền tần số cao. Hệ thống đo thời gian giữa tín hiệu gửi đi và tín hiệu nhận được để xác định chính xác vị trí, loại và cường độ biến dạng”.
Loại công nghệ cảm biến này chưa từng được sử dụng trong các thiết bị đòi hỏi tính linh hoạt cơ học cao và hoạt tính điện tử mạnh, đây là hai đặc tính then chốt để phát hiện sự biến đổi.
Để tạo ra loại sợi này là một công việc rất phức tạp liên quan đến kim loại lỏng, nó đóng vai trò là dây dẫn trong quá trình chế tạo sợi quang. Tiến sỹ Leber cho biết “cấu trúc của nó chỉ dày vài micromet nhưng phải hoàn hảo nếu không nó sẽ không hoạt động”. Với các sợi này, toàn bộ bề mặt vải trở thành một cảm biến lớn. Giáo sư Sorin cho biết thêm “bí quyết là tạo ra các đường truyền được làm hoàn toàn từ vật liệu linh hoạt, sử dụng phương pháp đơn giản để có thể dễ dàng áp dụng”.
Nghiên cứu của nhóm này đã thu hút được nhiều ngành khác nhau bao gồm kỹ thuật điện, cơ khí, khoa học vật liệu và kỹ thuật xử lý. Bước tiếp theo sẽ là làm cho công nghệ này trở nên linh hoạt hơn bằng cách thu nhỏ các linh kiện điện tử.
Nguồn: EPFL
Người dịch: Phạm Thị Tốt