کاروتک

تکنولوژی و علمی

تلویزیون و سینما

تلویزیون کاروتک

عجیب به‌نظر می‌رسد درست است؟ اما واقعاََ ممکن است روزی فرا برسد که بتوانید صدا را با ژاکت خود زیاد کنید و صدای پس‌زمینه را با شلوارتان کم کنید. اما این تنها کاربرد این پارچه نیست!

فناوری قابل پوشیدنی جدیدی در راه است تا صنعت جدیدی را فراتر از اپل‌واچ‌ها و Fitbitsها گسترش دهد. دانشمندان با تصور مجددی که از شلوارها، تی‌شرت‌ها و ژاکت‌ها به‌عنوان اهداف خود داشته‌اند، موفق شده‌اند تا پارچه‌ی آکوستیک را اختراع کند. این پارچه می‌تواند صداها را به‌‌آسانی تشخیص دهد و یا حتی آن‌ها را تولید کند.

به‌طور بالقوه، لباس‌هایی که از این پارچه ساخته شده‌‌اند، این قابلیت را دارند تا به‌طور مداوم ضربان قلب و یا تنفس کاربر را از طریق لرزش‌هایی که روی پوست به‌وجود می‌آید، کنترل کنند. این پارچه به کاربران این امکان را می‌دهد تا به تماس‌های تلفنی خود پاسخ دهند و از طریق همین لباس، با سایر کاربران ارتباط برقرار کنند. در واقع می‌توان گفت این لباس همانند سمعک عمل می‌کند و به کاربر کمک می‌کند تا هم صدا را بشوند و هم آن را انتقال دهد. ناگفته نماند که این پارچه برای افرادی که دچار کم‌شنوایی هستند و یا در اغلب در محیط‌های پر سروصدا قرار می‌گیرند که باعث می‌شود نتوانند صدای تلفن‌همراه خود را بشنوند، انتخاب ایده‌آلی‌ است.

وی‌ یان، استاد‌یار دانشگاه فناوری نائیانگ در سنگاپور و نویسنده‌ی ارشد مطالعات، اظهار داشت:

می‌توان این پارچه را با پوست فضاپیما نیز ادغام کرد تا به گرد و غبار فضایی، گوش دهد. پارچه‌‌ی فابریک، می‌تواند حتی در ساختمان‌ها برای تشخیص ترک‌ها و یا کشیدگی‌ها نیز جاسازی شود و کمک زیادی برای بهبود این موارد کند. قرار است تا به‌زودی این پارچه در روز چهارشنبه در مجله‌ی نیچر منتشر شود.

محصولات پارچه‌های هوشمند، همانند پارچه ی آکوستیک تیم، جزئی از تلاش‌های نسبتاََ جدید مهندسی به‌شمار می‌‌آیند که در چند سال گذشته رواج پیدا کرده است. برای نمونه، ما شاهد ظهور اقلامی همانند لباس‌های که می‌توانند تغییر رنگ دهند و یا حتی موادی بودیم که می‌توانستند همانند پوست انسان عرق کنند. همه‌ی این موارد شامل تکنیک‌های نوآورانه همانند سازگاری برنامه‌های تلفن هوشمند و پلتفرم‌های پیچیده‌ی میکروسیال می‌شوند.

نحوه‌ی عملکرد اجزای جدید مرتبط با صدا

فیبر انعطاف‌پذیر ساخته شده از مواد پیزوالکتریک که ماده‌ای حساس به سیگنال‌های الکتریکی است، در این پارچه بافته می‌شود. لباس‌هایی که ما می‌پوشیم، از قبل‌تر ارتعاشات صوتی را در مجاورت خود دریافت می‌کنند،‌ اما حقیقت این است که ما نمی‌توانیم آن‌ها را درک کنیم، چراکه این صداها در مقیاس‌های نانومتری عمل می‌کنند و ما توانایی دریافت آن‌ها را نداریم. حال دقیقاََ این‌جاست که فیبرِ تیم وارد عمل می‌شود تا به حل این مسئله بپردازد.

این فیبر، ارتعاشات کوچکی که با پارچه برخورد می‌کنند را دریافت می‌کند و آن‌ها را تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌کند. سپس، این سیگنال‌های الکتریکی برای بازرسی‌های بعدی روی دستگاه ضبط می‌شوند. محققان می‌گویند که طراحی این پارچه، درحقیقت برگرفته از عملکرد گوش انسان است؛ در واقع گوش انسان نیز شامل فرآیند متشابه‌ای برای تبدیل کردن ارتعاشات به سیگنال است هرچند که نیاز به مرحله و قسمتی اضافی برای مقابله با فشار و جلوگیری از آسیب رسیدن به پرده‌ی گوش دارد.

تست لباسی تعاملی

به‌عنوان اثبات این اصل، تیم، لباسی که از فیبر خاص بافته شده است را در معرض طیفی از ارتعاشات صوتی همانند ارتعاشات کتاب‌خانه‌ای آرام و ارتعاشاتی سنگینی که از ترافیک به‌وجود می‌آیند، قرار دادند. این ارتعاشات که برای گوش انسان غیرقابل درک و تشخیص هستند، موفق شدند تا به‌‌آسانی به سیگنال‌های الکتریکی مناسبی تبدیل شوند.

گریس نوئل که یکی از نویسندگان این مطالعه و محقق MIT است در بیانیه‌ای گفت:

این نشان می‌دهد که عملکرد فیبر روی غشاء، با میکروفنی دستی قابل مقایسه است.

از سوی دیگر، تیم تصمیم گرفته تا ببیند آیا می‌توان مهندسی پارچه را معکوس کند و نه‌تنها آن را برای تشخیص ارتعاشات صدا و تبدیل کردن آن‌ها به داده‌های الکتریکی قابل استفاده، بلکه همچنین به‌عنوان بلندگویی که داده‌های الکتریکی را تبدیل به ارتعاشات صدا می‌‌کند نیز، مورد استفاده قرار دهد.

محققان برای امتحان کردن و مورد بررسی قرار دادن این ویژگی، رشته‌ای از کلمات را ضبط کردند و آن را با قدرت ولتاژی که اعمال شده بود، به داخل فیبر وارد کردند. درنتیجه‌ی این آزمایش، لباس موفق شد تا سیگنال‌های الکتریکی را دریافت کند و حتی برعکس، آن‌ها را تبدیل به ارتعاشات صوتی قابل پخشی که گوش انسان می‌تواند آن‌ها را تشخیص دهد کند؛ اما تیم نتوانست به‌همین جا بسنده کند.

آن‌ها در ادامه آزمایشات بیشتری انجام دادند، تا این‌که پارچه تا چه‌حدی می‌تواند کشیده شود را مورد بررسی قرار دهند. در این کار، دو مورد به‌طور ویژه‌ای قابل توجه بودند.

اولین موردی که وجود داشت این بود که محققان، پارچه را به پشت لباس دوختند و درحالی که در موقعیت‌های متفاوت ایستاده بودند، شروع به دست زدن کردند. هدفی که از آزمایش کردن این ایده وجود داشت این بود که متوجه شوند آیا پارچه توانایی تشخیص جهت صدا را دارد؟ نوئل دراین‌باره گفت:

این پارچه، از این قابلیت برخوردار است تا صدا را تا 1 درجه از فاصله‌ی 3 متری تشخیص دهد.

در مراحل بعدی، تیم الیافی را به آستر داخلی پیراهن روی ناحیه‌ی سینه دوخت و از داوطلبی سالم درخواست کرد تا این لباس را بپوشد. همان‌طور که از پارچه انتظار می‌رفت، پارچه موفق شد تا به‌دقت ضربان قلب داوطلب را بررسی کند. این مطالعات به‌طور قابل‌توجه‌ای به این نکته اشاره کرده‌‌اند هنگامی‌که پارچه با الیاف بافته می‌شود سنگین و یا پر از سیم‌های بلند نمی‌شود.

الیزابت میکلجون، یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه که دانش‌جوی فارغ التحصیل دانشکده طراحی رودآیلند است و پارچه را با استفاده از ماشین بافندگی استاندارد می‌بافد، در بیانیه‌ای گفت:

این لباس تقریباََ  شبیه ژاکتی سبک‌وزن و راحت است، سبک‌تر از جین است اما از پیراهن لباس سنگین‌تر است، و البته مهم‌تر از همه، در ماشین‌ لباس‌شویی نیز قابل شست‌وشو است.

یوئل فینک، محقق MIT و از نویسندگان این مطالعه می‌گوید:

یادگیری این تحقیق به‌ معنای واقعی کلمه، روش و شیوه‌ی جدیدی را برای پارچه‌ها ارائه می‌دهد تا بدن انسان بتواند هم به خود و هم به محیط اطراف گوش دهد. تعهد دانش‌جویان فوق‌دکترا و کارکنان ما، به پیشرفت تحقیقاتی است که همیشه هم من را شگفت‌زده کرده است، به‌ویژه این‌که این کار در طی همه‌گیری کوید-19 انجام شد.