در فناوری‌های پوشیدنی جدید از نوعی ترانزیستور استفاده شده که انعطاف‌پذیر و کشسان هستند و به عبارتی می‌توانند خم و یا کشیده شوند بدون اینکه عملکرد آن‌ها دچار مشکل شود. این ویژگی به‌خصوص برای فناوری‌های پوشیدنی مثل لباس‌های هوشمند بسیار مفید است. دلیل هم این است که این فناوری‌ها باید در شرایط مختلف و در حین فعالیت‌های بدنی مثل ورزش یا انجام کارهای سنگین، عملکرد خود را حفظ کنند.
از این ترانزیستورها می‌توان به‌صورت بلادرنگ و در کاربردهای هوش مصنوعی لبه استفاده کرد، یعنی پردازش داده‌ها مستقیماً در دستگاه انجام می‌شود. در این نوع پردازش داده‌های کاربر به‌سرعت تحلیل می‌شوند و خروجی آن بدون نیاز به ارتباط با سرورهای ابری ارائه می‌شود.
پردازش پرتابل در دو دهه گذشته با سرعت سرسام‌آوری پیشرفت کرده است و این باعث شده که الآن دستگاه‌های کوچکی داشته باشیم که بتوانیم آن‌ها را بپوشیم. از ساعت‌های هوشمند و دستبندهای سنجش سلامتی گرفته تا عینک‌های واقعیت افزوده و جواهرات هوشمند؛ دستگاه‌های پوشیدنی باعث شده‌اند که فناوری‌های پیشرفته در زندگی روزمره ما رسوخ کنند. این دستگاه‌ها به گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که هر لحظه با فرد همراه باشند و اطلاعات و دسترسی‌ها را به‌سادگی در دسترس کاربر قرار دهند و به همین دلیل می‌توانند مرزهای فیزیکی و شناختی بین انسان و ماشین را کمرنگ‌تر کنند و باعث نزدیکی بیشتر انسان به فناوری شوند.
با ادامه پیشرفت روند کوچک‌سازی و افزایش طول عمر باتری، کاربردهای دستگاه‌های پوشیدنی نیز گسترش خواهد یافت. با این حال در حال حاضر، فناوری‌های کنونی آن‌چنان برای بسیاری از کاربردها مناسب نیستند. به عنوان مثال، آب و رطوبت بالا موجب آسیب جدی در دستگاه‌ها و سنسورهای فعلی می‌شود. علاوه بر این، اجزای تشکیل‌دهنده این دستگاه‌ها غالباً سفت و محکم هستند که با انعطاف‌پذیر بودن بدن انسان سازگاری مطلوبی ندارند. برای همین، لازم است دستگاه‌های پوشیدنی آینده به گونه‌ای طراحی شوند که هم مقاوم در برابر شرایط محیطی باشند و هم با آناتومی بدن انسان سازگارتر و راحت‌تر باشند.
تحقیقاتی که اخیراً توسط تیمی در دانشگاه هنگ‌کنگ انجام شده احتمالاً راه را برای توسعه پوشیدنی‌های راحت‌تر و مقاوم‌تر هموارتر می‌کنند. ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی (OECT)، یک نوع ترانزیستور نیمه‌رسانا هستند که می‌توانند در محیط‌های با رطوبت بالا عملکرد خوبی داشته باشند. این ویژگی به‌خصوص برای دستگاه‌های پوشیدنی که در تماس با عرق بدن یا در معرض شرایط آب‌وهوایی مرطوب هستند، بسیار حائز اهمیت است. با این حال، مشکلی که این ترانزیستورها دارند، غیر قابل انعطاف بودن آن‌هاست که باعث می‌شود برای استفاده در فناوری‌های پوشیدنی مناسب نباشند. تیم دانشگاه هنگ‌کنگ روشی برای ساخت نسخه‌ای انعطاف‌پذیر از OECTها توسعه داده که گامی مهم در جهت حل این مشکل محسوب می‌شود. این پیشرفت به ساخت دستگاه‌های پوشیدنی منعطف‌تر و مقاوم‌تر کمک می‌کند که برای استفاده روزمره مناسب هستند.
این ترانزیستورها از مواد کشسان و انعطاف‌پذیری ساخته شده‌اند که از جمله آن‌ها می‌توان به یک لایه الاستومری اشاره کرد. ابن لایه امکان کشش و تطابق با انحنای بدن انسان را ممکن می‌کند. عامل دیگری که موجب انعطاف بیشتر آن‌ها می‌شود، کانال نیمه‌رسانای این ترانزیستورها است که از پلیمر ساخته شده است. علاوه بر این در ساخت این ترانزیستورها از الکترولیت جامد-ژل به‌جای مایعات یا گازها استفاده شده است. الکترودها که جریان الکتریکی را کنترل می‌کنند، نیز از جنس طلا ساخته شده‌اند که نه‌تنها دوام خوبی دارد، بلکه با بدن انسان هم سازگاری بیشتری دارند. این OECTها با استفاده از یک سیستم چاپ جوهرافشان با وضوح بالا تولید می‌شوند که امکان تولید با دقت بالا و در ابعاد کوچک را فراهم می‌کند. در عین حال قابلیت کشسانی هم تا بیش از ۵۰ درصد حفظ می‌شود. این ترانزیستورها به‌اندازه‌ای کوچک و انعطاف‌پذیر هستند که می‌توان از آن‌ها در دستگاه‌های پوشیدنی پیشرفته استفاده کرد.
پژوهشگران یک دستگاه آزمایشی ساختند تا کارایی OECTهای جدید را در دستگاه‌های پوشیدنی مورد سنجش قرار دهند. در این دستگاه از یک ماژول متشکل از سنسور و پردازنده استفاده شده است. این ماژول به‌گونه‌ای طراحی شده که بتوان از آن در ساعت‌های هوشمند استفاده کرد. علاوه بر این از یک الگوریتم هوش مصنوعی هم بهره گرفته شده است. این ماژول از یک آرایه OECT کشسان تشکیل شده که می‌تواند سیگنال‌های الکترومایوگرافی (EMG) را از سطح پوست دریافت کند. EMG نیز یک فناوری است که برای اندازه‌گیری فعالیت‌های الکتریکی در عضلات به کار می‌رود و از آن برای کنترل بر حرکات عضلات و شرایط جسمانی استفاده می‌شود. این دستگاه به‌خوبی توانست این سیگنال‌ها را دریافت کند. به‌علاوه انعطاف‌پذیری OECTها، اختلال ناشی از حرکت یا تکان‌های بدن را به حداقل رساند.
این دستگاه پوشیدنی نظر به‌گونه‌ای طراحی شد که با استفاده از ترانزیستورهای کشسان، حرکات دست کاربر را تشخیص داده و پیش‌بینی کند. ارزیابی‌ها نشان داده‌اند که این دستگاه در تشخیص این حرکات، دقت بسیار بالایی (۹۰ درصد) دارد.
اگرچه پژوهش فعلی گام بزرگ و مؤثری در توسعه دستگاه‌های پوشیدنی مقاوم و کاربردی محسوب می‌شود اما هنوز به پایان راه نرسیده‌ایم. این تحقیقات را می‌توان پایه‌گذار نسل جدیدی از دستگاه‌های پوشیدنی دانست که برای استفاده روزمره مقاومت بهتری دارند. با این حال برای اینکه بتوانیم از این فناوری به‌صورت گسترده استفاده کنیم، همچنان نیاز به پیشرفت‌های بیشتری در این حوزه است.
منبع : hackster
