Привычные нам экраны телефонов и ноутбуков — это плоские жесткие панели, на которых выводится графический интерфейс. Ткань устроена иначе: она соткана из одномерных нитей, и полноцветный сенсорный дисплей, который можно вплести как пряжу, до сих пор оставался недостижимым. «Волокно обладает одномерной осесимметричной геометрией, поэтому строить на нем сложные схемы методами, созданными для обычной двумерной электроники, очень трудно», – объясняет руководитель работы Турал Худиев из Колледжа дизайна и инженерии NUS.
Разработан первый в мире сенсорный экран, вшитый в рукав одежды
Инженеры Национального университета Сингапура (NUS) вплели в рукав одежды 54 волокна. Каждое из них одновременно служит строкой пикселей и датчиком касания. Получился первый в мире сенсорный экран, встроенный в одежду: он показывает изображения и видео, реагирует на нажатия пальцем и связывается с другими устройствами по беспроводной сети. При этом рукав остается гибким, пропускает воздух и выдерживает стирку.
Вплетенный дисплей размером 96 на 54 пикселя может запускать калькулятор, отображать фотогалерею, воспроизводить видео, реагировать на голосовые команды. 2026 1022 Garment GUI 4
Рукав как интерфейс. Такое решение попробовали реализовать Google и Levi’s. В 2017 году в продажу поступила джинсовая куртка Commuter Trucker, в манжету которой вплели токопроводящие нити проекта Jacquard. Касаниями и свайпами по рукаву можно было переключать музыку, отклонять звонки и узнавать время в пути. Но экрана у куртки не было: ткань служила лишь сенсорной панелью, а вся электроника пряталась в съемном блоке на манжете.
Доцент Турал Худиев (второй справа) из Колледжа дизайна и инженерии Национального университета Сингапура (NUS) вместе с членами своей команды. Вместе они создали первый в мире сенсорный экран, встроенный в одежду. Гибкий, пригодный для стирки и дышащий рукав может отображать изображения и видео, реагировать на прикосновения и подключаться по беспроводной связи к цифровым устройствам.
Чтобы обойти это ограничение, команда разработала программируемый способ создания точки подключения вдоль тончайших изолированных проводов — ровно там, где они нужны каждому микрочипу. Лазер вскрывает изоляцию в нужных местах, а управляемое смачивание поверхности направляет расплавленный припой так, что он схватывается только в заданных точках.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Так удалось объединить более 5000 чипов через 20 000 электрических соединений. Затем ленту из соединенных светодиодов методом термического вытягивания встроили в многослойное волокно толщиной в миллиметр и длиной 10 метров. Под светодиодами лежит сенсорный слой: нажатие на нить замыкает цепь, сигнал показывает, куда пришелся палец, и ближайший пиксель загорается.
Экран на предплечье
Экран на рукаве.
В прототипе 54 таких волокна по 96 светодиодов в каждом вшиты в рукав. Получился дисплей 96 на 54 пикселя размером 168 на 105 мм. Он обновляется 30 раз в секунду с 8-битной глубиной цвета. У каждого волокна свой канал управления, поэтому поломка одной нити не мешает соседним, а система различает несколько касаний одновременно. Рядом вплетены периферийные волокна, сделанные тем же способом: в них встроены микрофон, динамик, датчики движения, температуры и освещенности, а также магнитный компас.
По словам Худиева, ключом к успеху стала возможность собрать графический интерфейс из электронных блоков в форме волокна – похожих на обычную пряжу, но с электроникой внутри. Авторы считают, что такая одежда может стать прямым интерфейсом к данным о здоровье владельца и к его цифровым устройствам – без единого жесткого экрана.
Слой, расположенный под светодиодами, реагирует на прикосновение и зажигает ближайший пиксель при нажатии на волокно.
Похоже, у этой работы есть и другое применение, хотя авторы об это и не говорят в пресс-релизе. Разработчикам электронной кожи для роботов и протезов прежде всего мешает разводка: чем плотнее стоят датчики, тем больше к ним нужно проводов, и проводка начинает занимать больше места, чем сами сенсоры. В сингапурском волокне тысячи чипов сидят на тончайших общих проводах внутри нити толщиной в миллиметр. Так что технология может пригодиться и для искусственной кожи,
Загружаем