ابتكار أقمشة ذكية لمراقبة العلامات الحيوية لجسم مرتديها

توجد العديد من "الأقمشة الذكية"، التى يقوم بعض منها بتتبع سرعة تنفس مرتديها أو عدد ضربات قلبه من خلال تعديلات وإضافات لأجهزة استشعار يتم إضافتها إلى الخامات، ولكن تم كشف النقاب حديثًا عن خط إنتاج أقمشة جديد من نوعه، يعمل بشكل أفضل من خلال توظيف خطوط لإرسال الإشارات بدلاً من استخدام أجهزة الاستشعار الفردية، وفقا لما نشره موقع "New Atlas" نقلا عن ورقة بحثية نشرتها دورية Nature Electronics العلمية.

وتستخدم معظم الأقمشة الذكية لمراقبة العلامات الحيوية لجسم مرتديها العديد من أجهزة الاستشعار المرتبطة والمدمجة فى خامات ومواد الأقمشة بمواضع مختلفة أو متعددة، وتكون عادةً هذه المستشعرات عادةً هشة تمامًا، بالإضافة إلى أنه تكون هناك حاجة إلى تركيب الكثير منها لتغطية مساحة كبيرة من الجسم.

كما أن كل جهاز استشعار يعمل على اكتشاف نوع واحد فقط من التغيرات أو العلامات مثل التمدد أو الضغط. ولكن قام بروفيسور فابيان سورين ومساعده بروفيسور أندرياس ليبر، من معهد أبحاث EPFL السويسرى، بتطوير بديل لا يوجد به أى من هذه العوائق أو كل هذه الاحتياجات.

وعلى عكس العديد من أجهزة الاستشعار الصلبة، فإن النسيج الجديد المبتكر يحتوى على صفوف من خطوط نقل الإشارات الناعمة والرقيقة، التى تمر عبر خاماته، ويتم صناعة هذه الصفوف من الخطوط من مطاط مرن، مع "خطوط فرعية" معدنية سائلة متعددة تعمل داخل كل خط على حدة.

كما يتم توظيف المعدن السائل فى تغذية النبضات الكهربائية فى أحد طرفى كل خط، ويتم نقل البيانات أو المتغيرات الحيوية من الطرف الآخر للخط، واستنادًا إلى الوقت، الذى تستغرقه كل نبضة للانتقال على طول الخط، من الممكن تحديد، فى وقت واحد ونقطة محددة، ما إذا كان هذا الخط يتمدد أو يضغط أو يلتوى، بل يمكن أيضا التحقق من كثافة وموضع التغير الذى طرأ على أى جزء من جسم مرتدى القماش.

هذا ويسعى فريق الباحثين حاليًا إلى تصغير المكونات الإلكترونية بما يجعل النظام بأكمله أكثر إحكاما وبالتالى يمكن تصنيعه تجاريًا للاستخدام فى قطع ملابس أو أغطية أسرة وغيرها من المنتجات.

وقال بروفيسور ليبر: "تخيل مدى أهمية أن تتوافر مزايا فى أغطية أسرة المستشفيات تكون قادرة على مراقبة تنفس المريض وعلاماته الحيوية الأخرى، أو أن يتم ارتداء منسوجات تعمل بالذكاء الاصطناعى وتسمح للروبوتات بالتفاعل بشكل أكثر أمانًا وبديهية مع البشر، إن ابتكار خطوط نقل الإشارات الناعمة التى تم تطويرها مؤخرا تفتح الباب لكل هذه الاستخدامات المبتكرة".