از لباس‌های فضانوردی تا صندلی خودرو: فناوری جدید ژاکت هوش مصنوعی که به‌طور بهینه به گرمای بدن شما تطبیق می‌یابد
پژوهشگران پارچه هوشمند جدیدی ایجاد کرده‌اند که با کمک هوش مصنوعی (AI) به‌طور خودکار گرما و سرما را برای راحتی حداکثری کاربر تنظیم می‌کند. این لباس به نام ‘ژاکت هوشمند’ با حسگرهای محیطی و نخ‌هایی که گرما تولید می‌کنند و رنگ تغییر می‌دهند مجهز شده است تا از مشکلات بالقوه زیان‌آوری مانند هیپرترمی یا سوختگی جلوگیری کند.
پارچه‌های الکترونیکی معمولاً به عنوان گرم‌کن‌های الکتریکی و پتوهای برقی استفاده می‌شوند تا کاربران را گرم نگه دارند و به تسکین دردها کمک کنند. با این حال، استفاده طولانی مدت می‌تواند منجر به مشکلات مرتبط با گرما شود.
پارچه‌های الکترونیکی پیشرفته‌تر (e-textiles) می‌توانند حسگرهایی برای نظارت بر ضربان قلب، فشار خون و حرکت کاربر نیز داشته باشند؛ در حالی که بعضی دیگر با بلوتوث تجهیز شده‌اند تا به اپلیکیشن‌های موبایل یا کنترل دما متصل شوند.
با این حال، پژوهشگران اشاره می‌کنند که کاربران همچنان می‌توانند از چنین محصولاتی به رغم وجود این قابلیت‌ها آسیب ببینند. افراد مسن به خصوص آسیب‌پذیر هستند، زیرا از حساسیت کمتری به گرما برخوردارند. این مسئله می‌تواند به مشکلات پزشکی قابل جلوگیری یا حتی مرگ افراد مسن منجر شود.
ترکیب هوش مصنوعی و نخ ترموکرومیک
به همین منظور، جین تان از دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ و تیم او فکر کردند که می‌توانند ایمنی پارچه‌های الکترونیکی را با ترکیب سیستم‌های هوش مصنوعی با نخ ترموکرومیک افزایش دهند. آنها فکر کردند که این ترکیب به آنها اجازه می‌دهد پارچه‌ای ایجاد کنند که کاربر را گرم کند بدون گرم شدن بیش از حد و فراهم کردن اندازه‌گیری فوری دما برای مانیتورینگ آسان.
پس از تحقیق و توسعه، تیم یک ژاکت گرمایشی هوشمند از پارچه الکترونیکی جدید خود ساختند که شامل نخ‌های پوشش داده شده با نقره که گرما تولید می‌کنند و دو نوع نخ ترموکرومیک بود.
نخ پوشش داده شده با نقره می‌تواند لباس را با حجم کمتر و انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به مواد سنتی مانند فیبر کربن گرم کند. سیستم کنترل هوش مصنوعی با 50 موضوعاتی از جنس‌های مختلف، سن‌ها و نوع‌های بدنی تمرین داده شد که تنظیمات گرمای ایده‌آل خود را در محیط‌هایی با دماها، رطوبت‌ها و سرعت بادهای متفاوت شناسایی کردند.
تیم تان همچنین تصمیم گرفتند که نخ‌های تغییر رنگ‌دهنده را به عنوان یک ویژگی ایمنی برای ژاکت ادغام کنند. یک نخ که از بنفش به صورتی تغییر می‌دهد نشان‌دهنده دمای گرمایش بیشتر از 86 درجه فارنهایت (30 درجه سیلسیوس) برای تسهیل مانیتورینگ دما در طول روز است.
AI دمای بهینه را تعیین می‌کند
در محیط‌های تاریک، نخ دیگر فیبر نوری پلیمری می‌تواند یک نور آبی، زرد یا قرمز منتشر کند تا دماهای 86 درجه فارنهایت (30 درجه سیلسیوس)، 104 درجه فارنهایت (40 درجه سیلسیوس)، و 122 درجه فارنهایت (50 درجه سیلسیوس) به ترتیب را نشان دهد.
در یک نمایش، نخ‌های ترموکرومیک و فیبر نوری ژاکت به دقت دمای گرمایش را نمایش دادند. بخش هوش مصنوعی ژاکت دمای راحتی را پیش‌بینی کرد و گرمایش مداوم برای کاربر فراهم کرد، حتی با تغییر محیط.
“مدل هوش مصنوعی، آموزش دیده بر اساس داده‌های 50 موضوع آزمایش پوشیدن، دماهای بهینه گرمایش (40–50 °C) با 5.083 خطای مربعی میانگین (MSE) را تعیین می‌کند، که نشان‌دهنده همبستگی بالا بین سطوح راحتی پیش‌بینی شده و واقعی است،” پژوهشگران در مطالعه خود اشاره می‌کنند.
تیم تحقیقاتی معتقد است فناوری نوآورانه پارچه‌های الکترونیکی آنها می‌تواند در برنامه‌های مختلفی از جمله صندلی‌های خودرو و لباس‌های فضانوردی استفاده شود.
این مطالعه در مجله ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.
