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Computers Hauv Koj Cov Khaub Ncaws? Ib Lub Tshaj Lij rau Wearable Electronics
Aug 22, 2018

Cov kws tshawb fawb uas ua hauj lwm los tsim cov khoom siv hluav taws xob tau zoo tshaj plaws lawm: Lawv muaj peev xwm muab cov ntaub ntawv cog lus nrog rau 0.1 hli precision - qhov loj me me rau cov khoom siv hluav taws xob xws li sensors thiab computer memory devices ua khaub ncaws.

Nrog rau ua ntej no, cov kws soj ntsuam ntawm Ohio State University tau nqis tes ua txuas mus rau kev tsim cov khoom siv tes ua-cov khaub ncaws uas khaws, khaws, lossis xa cov ntaub ntawv digital. Nrog rau kev txhim kho ntxiv, cov tshuab ua lag luam yuav ua rau cov tsho tiv no rau koj lub xov tooj ntse los sis cov ntsiav tshuaj, cov khaub ncaws workout uas saib xyuas koj lub cev, cov khoom siv ua si uas tswj cov kev sib tw kis las, cov ntaub qhwv uas qhia koj tus kws kho mob seb qhov nqaij zoo li cas hauv qab yog kho-los sis txawm tias lub cev tsis muaj ntaub qhwv qhov uas hnov qhov kev ua si hauv lub hlwb.

Qhov kawg ntawm cov khoom no yog ib qho uas John Volakis, tus thawj coj ntawm ElectroScience Laboratory nyob rau hauv Ohio State, thiab tshawb nrhiav kws tshawb Asimina Kiourti tabtom tshawb xyuas. Lub tswv yim yog ua kom lub hlwb cog qoob, uas nyob hauv txoj kev loj hlob los kho cov mob los ntawm kev qaug dab ntub rau kev quav yeeb quav tshuaj, ua kom zoo dua yog tias xav tau kev thaiv sab nraud ntawm tus neeg mob lub cev.

"Ib lub kiv puag ncig yog tshwm sim hauv kev lag luam," said Volakis, leej twg yog tus Roy & Lois Chope Chair Professor ntawm Hluav Taws Xob Engineering ntawm Ohio State. "Peb ntseeg hais tias cov ntawv nyeem haumxeeb yog ib lub tshuab siv kev sib txuas lus rau kev sib txuas lus thiab kev kho-thiab ib hnub txawm siv ntawv kho mob zoo li kev kuaj pom thiab kev saib xyuas kev noj qab haus huv."

Tsis ntev los no, nws thiab Kiourti ua kom zoo zoo rau lawv txoj kev tau txais patented los tsim prototype wearables ntawm ib feem ntawm cov nqi thiab hauv ib nrab lub sijhawm thaum lawv tsuas ua tau ob xyoos dhau los. Nrog cov tshiab patents tos, lawv luam tawm cov ntsiab lus tshiab hauv phau IEEE Antennas thiab Wireless Propagation Letters.

Nyob rau hauv Volakis 'lab, cov ntaub ntawv textiles, tseem hu ua "e-textiles," yog tsim los ntawm ib feem ntawm lub tshuab xauv tshuab xaws-qhov zoo li cov ntaub artisans thiab hobbyists muaj nyob hauv tsev. Ib yam li lwm cov tshuab xaws niaj hnub, nws cov paj ntaub rau hauv ntaub tuaj raws li tus qauv ntawm cov ntaub ntawv hauv computer. Cov neeg tshawb xyuas yuav hloov cov xov nrog cov nplua nuj hlau xov uas, ib zaug embroidered, xav tib yam li cov xov tsoos rau cov kov.

"Peb pib nrog ib lub tshuab uas paub zoo heev-tshuab paj ntaub-thiab peb tau nug tias, peb yuav ua haujlwm zoo licas? Yuav ua li cas peb ua rau lawv xa tawm cov ntawv xov xwm ntawm kev siv frequencies, xws li cov xov tooj ntawm tes los yog kev kho mob ntawm lub cev? "Volakis hais. "Tam sim no, rau thawj zaug, peb tau ua tiav qhov tseeb ntawm cov ntawv luam tawm cov hlau hlau, yog li peb lub hom phiaj tshiab yog los ua kom zoo dua ntawm qhov kev txiav txim kom nkag mus rau cov neeg txais khoom thiab lwm cov khoom hluav taws xob."

Cov duab ntawm cov paj ntaub txiav txim xyuas qhov zaus ntawm kev lag luam ntawm lub kav hlau txais xov los yog circuit, piav qhia Kiourti.

Cov duab ntawm ib tus kav hlau txais xov broadband, piv txwv li, muaj ntau tshaj li ib nrab ntawm kaum ib ntu duab duab, txhua qhov me me loj dua ib tus ntiv tes, uas tsim ib lub voj voos khov rau ob peb nti. Txhua daim ntawm lub voj voog sib zog ua kom muaj zog ntawm ntau zaus, yog li ntawd lawv npog lub dav spectrum of energies thaum ua hauj lwm ua ke-li "broadband" muaj peev xwm ntawm lub kav hlau txais xov xov tooj ntawm tes thiab kev siv internet.

"Cov duab zoo zoo nkauj," nws hais. "Thiab koj yeej tsis paub zoo li cas koj yuav xav tau los ntawm ib daim ntawv rau qhov ntxiv mus. Yog li ntawd, peb xav kom muaj ib lub tshuab uas yuav ua rau muaj suab rau txhua daim ntawv thov. "

Cov neeg tshawb nrhiav lub hom phiaj, Kiourti tau hais ntxiv, yog cia li ua kom qhov tseeb ntawm daim ntaub paj ntaub kom ntau li ntau tau, uas tsim nyog ua hauj lwm nrog nyiaj zoo nyiaj. Tab sis qhov tsim muaj qhov teeb meem, nyob rau hauv cov nplua xov tooj yuav tsis muab ntau npaum li hluav taws xob ua cov yas hlau. Yog li ntawd, lawv tau nrhiav ib txoj hauv kev ua haujlwm rau cov lus nplua rau hauv cov paj ntaub thiab cov duab uas yuav txhawb nqa cov kab hluavtaws thiab, yog li, qhov kev ua haujlwm ntawm cov xov tooj cua / sensor.

Yav dhau los, cov neeg tshawb xyuas tau siv cov nyiaj co-coated polymer xov nrog ib txoj kab uas muaj 0.5-mm, txhua cov xov los ntawm 600 txawm finer filaments twisted ua ke. Tus tshiab threads muaj 0.1-hli inch, ua nrog tsuas xya filaments. Txhua phuam yog tooj npab ntawm qhov chaw, enameled nrog dawb huv nyiaj.

Lawv yuav cov xaim los ntawm cov tub rog ntawm tus nqi ntawm 3 xees ib qho taw; Kiourti kwv yees tias embroidering ib tus kav hlau txais xov lag luam zoo nkaus li ib tug hais saum toj no siv txog 10 taw ntawm xov, rau cov khoom ib ncig ntawm 30 xees ib tus kav hlau txais xov. Qhov ntawd yog 24 lub sijhawm pheej yig tshaj thaum Volakis thiab Kiourti tau tsim cov khoom siv sib xws hauv xyoo 2014.

Hauv ib feem, qhov kev txuag tau nyiaj los ntawm kev siv xov tsawg dua ib qho paj ntaub. Cov neeg tshawb xyuas yav dhau los tau teeb lub thicker thread nyob rau hauv ob cov khaubncaws sab nraud povtseg, ib tug nyob rau sab saum toj ntawm lwm tus, kom lub kav hlau txais xov muaj zog txaus hluav taws xob lub teeb liab. Tab sis los ntawm refining cov txheej txheem uas nws thiab Volakis tsim, Kiourti tau tsim cov tshiab, precision antennas nyob rau hauv tsuas yog ib tug embroidered txheej ntawm thread finer. Yog li tam sim no tus txheej txheem yuav siv sij hawm ib nrab ntawm lub sij hawm: tsuas yog li ntawm 15 feeb rau lub kav hlau txais xov broadband hais saum toj no.

Nws kuj tau siv ntau hom kev lag luam rau microelectronics raug tsim los ntxiv qhov chaw mus rau cov hlua kab xov xwm thiab cov circuits.

Ib tus xov prototype zoo li ib lub kauv thiab muaj peev xwm yuav embroidered rau hauv cov khaub ncaws los txhim kho lub xov tooj txawb xov tooj ntawm tes. Lwm daim qauv, ib tug kav hlau txais xov stretchable nrog RFID (xov tooj-zaus qhia) nti hauv roj hmab, yuav siv cov kev siv rau kev siv tshuab dhau ntawm khaub ncaws. (Cov khoom siv tom kawg yog ib feem ntawm txoj kev tshawb fawb rau lub tsev tsim khoom lag luam.)

Tau lwm qhov xwm txheej zoo li lub Ohio State Block "O" logo, nrog rau cov ntaub ntawv tsis muaj txoj hlua liab thiab cov xov grey embroidered ntawm cov nyiaj xaim "qhia tau tias e-textiles yuav ua tau ob leeg zoo nkauj thiab haumxeeb," Kiourti said.

Tej zaum lawv yuav zoo nkauj, tab sis qhov kev cog paj thiab cov circuits tau ua haujlwm. Cov kev ntsuam xyuas pom tau hais tias ib txoj hlua dig muag txav tau kwv yees li 6 nti ntawm kev xa xov tawm ntawm kev sib tshuam ntawm 1 mus rau 5 GHz nrog kev sib txig nyob ze. Qhov kev ua tau zoo qhia tias lub kauv yuav zoo rau qhov siv internet thiab xov tooj sib txuas lus.

Los ntawm txhais tau tias, lub tsho ntawm koj sab nraud tuaj yeem pab txhawb kev txais tos ntawm lub xov tooj ntse lossis lub ntsiav tshuaj uas koj tab tom tuav - los yog xa cov ntawv xov xwm rau koj cov khoom siv nrog kev ua haujlwm lossis kev sib tw kislas.

Kev ua haujlwm zoo haum nrog Ohio State lub luag haujlwm los ua tus neeg koom tes ntawm Cov Kev Ua Haujlwm Zoo Tshaj Plaws ntawm Lub Tsev Haujlwm Saib Teb Chaws Asmeskas, ib lub teb chaws tsim khoom siv rau kev lag luam thiab tsoom fwv. Lub koom haum tshiab, uas koom nrog ntau tshaj 50 lub tsev kawm ntawv thiab cov neeg koom tes, tau tshaj tawm lub hli dhau los no los ntawm Tsoomfwv Meskas Tus Thawj Coj ntawm Ashton Carter.

Syscom Advanced Materials hauv Columbus tau muab cov npe siv hauv cov Volakis thiab Kiourti ua haujlwm thawj zaug. Cov txheej txheem finer siv nyob rau hauv txoj kev tshawb no tau muas ntawm Swiss chaw tsim tshuaj paus Electronics. Cov kev tshawb fawb tau pab los ntawm National Science Foundation, thiab Ohio State yuav tso cai rau kev siv cuab yeej technology ntxiv mus.

Txog thaum ntawd, Volakis tab tom ua daim ntawv teev npe mus ntxiv rau theem tom ntej ntawm qhov project.

"Peb xav tau lub tshuab xoom loj," nws hais.

Tus thawj tsab xov xwm los ntawm iconnect007