Yoshiro Tajitsu dell'Università del Kansai, saka, Giappone, e Teijin Limited, Giappone, hanno sviluppato innovativi sensori a cavo intrecciato PLLA piezoelettrici indossabili. Questa tecnologia può essere utilizzata come sensori indossabili nei settori della moda, abbigliamento sportivo, interior design, e sanità, aree per le quali non è possibile utilizzare dispositivi di rilevamento indossabili convenzionali.

I display touch panel sono onnipresenti. È difficile immaginare di utilizzare smartphone, computer personale, orologi digitali, e altri dispositivi elettronici moderni senza questa forma di interfaccia uomo-dispositivo. Però, nonostante la proliferazione di dispositivi touch panel, è in aumento la ricerca sulla prossima generazione di dispositivi "uomo-macchina", che potrebbero essere indossati come vestiti, cosiddetti sensori indossabili."

Ora, in un approccio innovativo, Yoshiro Tajitsu dell'Università del Kansai, saka, Giappone, e Teijin Limited, Giappone, hanno sviluppato i primi tessuti piezoelettrici indossabili al mondo costituiti da un'anima di filato in fibra di carbonio conduttivo; filato di fibre di acido poli-lattico piezoelettrico poli-L-lattico (PLLA) e guaina centrale di polietilene tereftalato (PET); e schermatura esterna in fibra di carbonio conduttiva (Fig.1).

I cavi intrecciati piezoelettrici PLLA producono segnali elettrici in risposta a quasi ogni tipo di movimento tridimensionale, compresa la flessione e la torsione. È importante sottolineare che questi tessuti di tipo cavo coassiale sono intrecciati in cavi intrecciati piezoelettrici per schermatura elettromagnetica e alta sensibilità, quindi non risponderanno al rumore ambientale dei telefoni cellulari e ad altre interferenze elettromagnetiche simili.

"La nostra ricerca è finalizzata allo sviluppo di abbigliamento funzionale, a volte indicato come "e-textiles, "" dice Tajitsu. "Riteniamo che i dispositivi indossabili uomo-macchina consentiranno alle persone di interfacciarsi con dispositivi esterni in modo naturale, senza essere limitato o ostacolato dal dover eseguire movimenti complicati, come concentrarsi su un pannello di visualizzazione per fare affidamento sulle istruzioni. Anche, Gli "e-textiles" devono essere comodi e alla moda per un'ampia accettazione. Queste idee hanno portato allo sviluppo dei nostri sensori indossabili a forma di cordino intrecciato tradizionale giapponese o Kumihimo utilizzato nel Kimono".

Applicazioni di cavi intrecciati PLLA piezoelettrici

Il professor Tajitsu e colleghi hanno intrecciato tre tipi di nodi decorativi tradizionali giapponesi (Kame, Kicchio, e Awaji) utilizzati come parte dei tradizionali Kimono indossati dalle donne (Fig.2) con corde intrecciate in PLLA. "Abbiamo analizzato l'entità dei segnali elettrici che potremmo aspettarci per ciascuno di questi tre nodi, " spiega Tajitsu. "Il nostro calcolo degli elementi finiti ha mostrato che il segnale più grande sarebbe prodotto dai nodi Kame e Kiccyo, e che la risposta dell'Awaji sa sarebbe stata molto piccola. Quindi usiamo i nodi Kame e Kiccyo per potenziali applicazioni".

Una delle applicazioni indossabili uniche è per i Kimono giapponesi (Fig.2), ad esempio per attivare uno smartphone per scattare un selfie. "Stiamo collaborando con stilisti in Francia e in Italia alla progettazione di abiti realizzati con le nostre corde intrecciate PLLA, ", afferma Tajistu. "Stiamo esaminando le possibilità per l'abbigliamento tradizionale giapponese come il kimono femminile con partner in Giappone." Il cavo intrecciato PLLA piezoelettrico può essere utilizzato come sensori indossabili, principalmente nel campo della moda, abbigliamento sportivo, interior design, e sanità, utilizzando la sua moda e vestibilità, che non può essere ottenuto utilizzando dispositivi di rilevamento indossabili convenzionali (Fig.3).

L'assistenza sanitaria e il monitoraggio del movimento delle persone sono altre potenziali applicazioni dei cavi intrecciati PLLA. Per esempio, Tajistu e colleghi hanno fabbricato collane decorative con nodi Kame e Kiccyo, che sono stati utilizzati con successo per monitorare la frequenza del polso grazie al rilevamento della pressione delle arterie carotidi su ciascun lato del collo. In particolare, il segnale del polso non è stato influenzato dai movimenti della testa o di altre parti del corpo (Fig.4). "Il soggetto non prova alcun disagio con la collana, quindi è un dispositivo portatile molto utile per il monitoraggio dell'assistenza sanitaria, " dice Tajitsu. "Nei nostri esperimenti abbiamo trasmesso i segnali agli smartphone tramite Wi-Fi. Abbiamo anche realizzato lacci per le scarpe per monitorare il movimento. Quindi questa è una tecnologia alla moda e molto potente per applicazioni ad ampio raggio."