لباس هایی با گوش شنوا

ممکن است روزی لباس‌های ما از موسیقی متن زندگی‌مان استراق سمع کنند.

به گزارش پايگاه خبري ايرتانا، فیبر جدید به عنوان یک میکروفون عمل می کند. می تواند بشنود، خش خش برگ ها – حتی غوغای پرندگان. سپس سیگنال های صوتی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. این الیاف که در پارچه بافته می شوند، می توانند صدای کف دست و صداهای ضعیف را بشنوند. محققان در ۱۶ مارس در Nature گزارش می دهند که آنها حتی می توانند ضربان قلب صاحبش را بگیرند.

پارچه های حاوی این الیاف ممکن است راهی آسان، راحت – و شاید مد روز – برای گوش دادن به اعضای بدن یا کمک به شنوایی شوند.
وی یان می گوید، پارچه ای که با صداها تعامل دارد، شاید صدها سال است که وجود داشته است. او زمانی که در موسسه فناوری ماساچوست یا MIT در کمبریج بود، روی پارچه کار می کرد. به عنوان یک دانشمند مواد، او از فیزیک و شیمی برای بررسی و طراحی مواد استفاده می کند.

یان که اکنون در دانشگاه فنی نانیانگ سنگاپور کار می کند، خاطرنشان می کند که معمولاً از پارچه ها برای خفه کردن صدا استفاده می شود. او می‌گوید استفاده از پارچه به‌جای آن به‌عنوان میکروفون «مفهومی کاملاً متفاوت است».

گرفتن ضربان از پرده گوش

به گفته یان، تحقیقات جدید از پرده گوش انسان الهام گرفته شده است. امواج صوتی باعث ارتعاش پرده گوش می شود. حلزون گوش (KOAK-lee-uh) این ارتعاشات را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. یوئل فینک، دانشمند مواد، خاطرنشان می کند: «به نظر می رسد که پرده گوش از الیاف ساخته شده است. او بخشی از تیم MIT بود که تار و پود جدید را ایجاد کرد.

الیاف در لایه های داخلی پرده گوش متقاطع هستند. برخی از آنها از مرکز پرده گوش خارج می شوند. دیگران دایره هایی تشکیل می دهند. این فیبرها که از پروتئین کلاژن ساخته شده اند، به شنیدن افراد کمک می کنند. فینک می گوید چیدمان آنها شبیه پارچه هایی است که مردم می بافند.
صدا مانند کاری که با پرده گوش انجام می دهد، پارچه را می لرزاند. پارچه جدید شامل الیاف پنبه و سایر الیاف ساخته شده از ماده سفت به نام Twaron است. این ترکیب رشته ها به تبدیل انرژی از صداها به ارتعاش کمک می کند. اما پارچه شامل یک الیاف مخصوص نیز می شود. این شامل ترکیبی از مواد پیزوالکتریک است. چنین موادی هنگام فشار دادن یا خم شدن ولتاژ تولید می کنند. سگک ها و خم های ریز فیبر پیزوالکتریک سیگنال های الکتریکی ایجاد می کنند. این سیگنال ها را می توان به دستگاهی ارسال کرد که ولتاژ را می خواند و ثبت می کند.

میکروفون فابریک در طیف وسیعی از سطوح صدا کار می کند. تیم گزارش می دهد که می تواند تفاوت بین یک کتابخانه آرام و ترافیک سنگین را حس کند. محققان همچنان در حال کار بر روی استفاده از نرم افزار کامپیوتری برای کمک به تفکیک صداهایی هستند که می خواهند از پس زمینه نویز بشنوند. یان می‌گوید وقتی پارچه‌های حس‌گر صدا در لباس بافته می‌شوند، مانند پارچه‌های معمولی به نظر می‌رسند. در آزمایشات، حتی پس از ۱۰ بار شستشو به کار خود به عنوان میکروفون ادامه داد.

رشته های با تکنولوژی بالا

به عنوان اثبات ایده، این تیم میکروفون پارچه‌ای خود را به یک پیراهن بافتند. مانند گوشی پزشکی، می توانست ضربان قلب صاحبش را بشنود. یوگندرا میشرا، که در کار جدید نیز نقشی نداشت، می‌گوید: «این واقعاً الهام‌بخش است>>. او یک مهندس مواد است و در دانشگاه جنوب دانمارک در سوندربرگ کار می کند. این پیراهن با فیبر نصب شده در نزدیکی قلب، می تواند ضربان قلب افراد را به طور قابل اعتماد اندازه گیری کند.

نویسندگان گزارش می دهند که همچنین می تواند نشانه های صوتی بسته شدن دریچه های قلب خاص را بشنود. با استفاده از این روش، میکروفون فابریک ممکن است به صدای زمزمه گوش دهد. این صداهای غیرعادی هستند که می توانند به مشکلی در نحوه کار قلب اشاره کنند.

تاکور می‌گوید این پارچه ممکن است روزی بتواند اطلاعات مشابهی مانند اکوکاردیوگرافی (Ek-oh-KAR-dee-oh-gram) ارائه دهد. چنین حسگرهایی از امواج صوتی برای تصویربرداری از قلب استفاده می کنند. اگر نشان داده شود که پارچه های گوش برای نظارت بر بدن و تشخیص بیماری کارایی دارند، ممکن است در لباس کودکان خردسال استفاده شوند. او می‌گوید چنین لباس‌هایی می‌تواند ردیابی بیماری‌های قلبی را در کودکان کوچکی که مشکل دارند، آسان‌تر کند.

این تیم همچنین پیش بینی می کند که میکروفون فابریک می تواند به افرادی که مشکل شنوایی دارند کمک کند. ممکن است هم صدا را تقویت کند و هم به افراد کمک کند جهت صدا را تشخیص دهند. برای آزمایش این موضوع، یان و همکارانش پیراهنی با دو فیبر حسگر صدا در پشت آن ساختند. این الیاف می‌توانند جهتی که یک کف زدن از آن می‌آید را تشخیص دهند. از آنجایی که این دو فیبر از هم فاصله داشتند، تفاوت کمی در زمان دریافت صدا وجود داشت.

و هنگامی که به منبع برق متصل می شود، پارچه ساخته شده با الیاف جدید حتی می تواند صدا را پخش کند و به عنوان یک بلندگو عمل کند. سیگنال های ولتاژ ارسال شده به پارچه باعث ایجاد ارتعاشاتی می شود که صداهای قابل شنیدن تولید می کند.

فینک در MIT می‌گوید: «در ۲۰ سال گذشته، ما در تلاش بوده‌ایم تا روش جدیدی برای تفکر در مورد پارچه‌ها معرفی کنیم. پارچه‌ها مدت‌هاست که زیبایی و گرما را فراهم کرده‌اند، اما می‌توانند کارهای بیشتری انجام دهند. آنها ممکن است به حل برخی از مشکلات صوتی کمک کنند. و شاید، فینک می گوید، آنها می توانند فناوری را نیز زیبا کنند.