Fibre programmable intégrant alimentation, transmission de données et surveillance santé pour uniformes militaires

Une fibre programmable a été développée qui pourrait transmettre des données depuis des uniformes militaires. La fibre pourrait générer de l'énergie, fournir des informations vitales sur la physiologie du porteur et ses expositions environnementales, fournir sa position à une équipe, et alerter quelqu'un s'il subit une blessure. En fin de compte, les uniformes avec cette technologie pourraient alimenter des capteurs, stocker et analyser les données collectées, et transmettre des données vers des sources externes.

Les chercheurs ont placé des centaines de puces numériques silicium à l'échelle microscopique dans une préforme qui a créé une fibre polymère. En contrôlant précisément le flux de polymère, ils ont créé une fibre avec une connexion électrique continue entre les puces sur une longueur de plusieurs dizaines de mètres.

Jusqu'à présent, les fibres électroniques étaient analogiques, transportant un signal électrique continu plutôt que numérique, où des bits d'information discrets peuvent être encodés et traités en 0 et 1.

La fibre elle-même est fine et flexible et peut passer par une aiguille, être cousue dans des tissus, et lavée au moins 10 fois sans se dégrader. La fibre numérique pourrait découvrir le contexte de motifs cachés dans le corps humain pour la surveillance de performance physique, l'inférence médicale et la détection précoce de maladies.

Une fibre numérique peut aussi stocker beaucoup d'informations en mémoire. Les chercheurs ont pu écrire, stocker et lire des informations sur la fibre, y compris un fichier film couleur complet de 767 kilobits et un fichier musique de 0,48 mégaoctet. Les fichiers peuvent être stockés pendant deux mois sans alimentation.

La fibre inclut également, dans sa mémoire, un réseau neuronal de 1 650 connexions. Après l'avoir cousue autour de l'aisselle d'un t-shirt, les chercheurs ont utilisé la fibre pour collecter 270 minutes de données de température corporelle de surface d'une personne portant le t-shirt et ont analysé comment ces données correspondaient à différentes activités physiques. Entraîné sur ces données, la fibre a pu déterminer avec 96 % de précision l'activité dans laquelle la personne portant le t-shirt participait.

Les fibres pourraient détecter et alerter les soldats en temps réel sur des changements de santé comme un déclin respiratoire ou une fréquence cardiaque irrégulière, ou fournir des données d'activation musculaire ou de fréquence cardiaque pendant les exercices d'entraînement. Elles pourraient aussi fournir des données sur les toxines auxquelles les soldats sont exposés, la durée d'exposition, et surveiller les effets de ces toxines sur leur physiologie.

La fibre est contrôlée par un petit dispositif externe, donc la prochaine étape sera de concevoir une nouvelle puce comme microcontrôleur qui peut être connectée à l'intérieur de la fibre elle-même.