Для производства умной ткани инженеры использовали цифровой ткацкий аппарат, который сплетает слои материи из обычных и функциональных ниток. Многослойный текстиль состоит из двух слоев проводящей электричество пряжи, между которыми находится пьезорезистивный материал, меняющий сопротивление при сжатии. Следуя заданному шаблону, станок вплетает функциональную нить в горизонтальные и вертикальные ряды материи. Там, где эти волокна пересекаются, возникает датчик давления, сообщает MIT News.

Однако нити мягкие и гибкие, поэтому слои смещаются и трутся друг о друга, когда человек находится в движении. Это создает помехи и снижает точность датчиков. Для решения этой проблемы разработчики решили использовать термопластовые нитки, которые начинают плавиться при температуре выше 70 градусов Цельсия. От этого многослойная ткань сплавляется в один слой и может сохранить точную форму. Такой подход позволил инженерам избавиться от помех, а также открыл путь к созданию трехмерных форм, например обуви или носок, которые идеально подходят по форме ноге владельца.

Затем была создана система обработки данных, поступающих с датчиков давления. Беспроводная схема сканирует ряды и колонки материи, сплетенной в виде решетки, и измеряет сопротивление в каждой точке. Данные давления были представлены в виде тепловой карты, которую загрузили в модель машинного обучения, умеющую распознавать положение или движение тела.

В итоге получился коврик, который понимает, что делает пользователь — идет, бежит, выполняет отжимания и так далее — с точностью 99,6% и способен распознавать семь поз йоги с точностью 98,7%. Помимо коврика инженеры создали из умной ткани тряпичную обувь с 96 датчиками давления. С их помощью они измерили давление на различные части стопы во время удара по футбольному мячу.

Авторы изобретения считают, что умная ткань может пригодиться, в частности, для физиотерапии и протезирования, где важно точно определять степень давления.

Ученые из Сингапура разработали эластичную и водонепроницаемую ткань, которая генерирует электроэнергию под давлением. В основе технологии полимер, при нажатии или сжатии которого механическое напряжение преобразуется в энергию. Так, одно нажатие на небольшой кусок такой ткани — размером 3 на 4 см — генерирует достаточно электричества, чтобы зажечь 100 светодиодов.