Ekranlar artık hayatımızda vazgeçilmez hale geldi. Telefonlar, paneller, reklam tabelaları, kahve makineleri, kiosklar ve hatta tuvaletlerde bile ekranlar var. İşte bilim insanları sonunda kumaşların üzerine ekranları entegre etmeyi başardı. Giyilebilir elektronikler genelde kıyafetten bağımsız ayrı bir ekranla gelirken, bu sefer bir kumaşa doğrudan dokunmuş halde geliyor. Singapur Üniversitesi’nden araştırmacıların yaptığı bu kazak benzeri bu kumaşın üstündeki Led dokuma ekranda, video oynatabilir, vücut sıcaklığınızı ölçebilir ve hatta dokunmatik ekran gibi çalışabilir.
Bu teknolojiyi asıl özel kılan basınca duyarlı minyatür ledler içermesidir. Elektrik bağlantıları, dokunmatik tabakada bulunan her fiber (iplikçik-lif) 1 mm kalınlığında ve 10 metre uzunluğundadır.
Araştırmacılar, gösteri için bu fiberlerden 54 tanesini bir kolun ön kısmına yerleştirdiler. Her lif 96 LED içeriyor ve bu da 168 × 105 mm ekran boyutuna, saniyede 30 kare yenileme hızına ve 8 bit renk derinliğine sahip 96 × 54 piksellik bir ekran oluşturuyor.Tabi günümüz ekran kalitesi standartlarında değil fakat gömleğinizin kolunda bir ekran açıldığını düşünürsek oldukça havalı.
Ekran fiberlerinin ötesinde, bilim insanları esnek giysi liflerine bir mikrofon, bir hoparlör ve çeşitli sensörler de yerleştirdiler. Proje, Nature dergisinde ayrıntılı olarak anlatılıyor.
Peki, aslında nasıl çalışıyor? Asıl numara araştırmacıların dijital piksel lifleri olarak adlandırdığı elektronik liflerin kendisidir. Her lif, bir sıra minyatür LED çipi, küçük elektrik telleri ve dokunmaya duyarlı bir katman içeren uzun, esnek bir plastik ipliktir. Her bir LED, farklı renklerde yanabilen ayrı bir piksel görevi görürken, elektrik telleri güç sağlar ve LED’lere ne göstereceklerini söyleyen talimatlar taşır.
LED’lerin altındaki bir katman dokunmayı algılar ve fiber bastırıldığında en yakın pikseli aydınlatır.
Tüm bu elektronik bileşenleri bir iplik kadar ince ve esnek bir şeye yerleştirmek hiç de kolay bir iş değildi.
Araştırmacılar, binlerce minyatür RGB LED çipini düz bir çizgi halinde düzenleyerek işe başladılar, ardından bunların üzerinden inanılmaz derecede ince, yalıtımlı bakır teller geçirdiler. Programlanabilir bir lazer kullanarak, tellerin LED’lere bağlanması gereken belirli noktalarda yalıtımı dikkatlice çıkardılar. Daha sonra lehim uyguladılar ve düzeneği ısıttılar, erimiş metalin yalnızca açıkta kalan bakır bölümlerine yapışmasını sağladılar. Bu yöntem, 5.000’den fazla elektronik çipi 20.000’den fazla elektrik bağlantısını birleştirmeye yaradı.
LED’ler ve elektrik bağlantıları yerleştirildikten sonra, araştırmacılar düzeneği bir fibere dönüştürmek için termal çekme adı verilen bir işlem kullandılar. Bu işlem, daha büyük bir polimer yapısını yumuşayana kadar ısıtmayı, ardından birbirine bağlı LED şeridini sürekli olarak içine beslerken çok daha ince, uzun bir forma germeyi amaçlıyordu. İşlem, elektronik bileşenleri şeffaf, esnek bir polimer içine yerleştirdi ve dokunma algılama için LED’lerin altına iletken katmanlar ekledi.
Her bir bitmiş fiber esasen uzun, dar bir dijital ekran gibi çalışır. LED’ler, parlaklıkları farklı renkler üretmek için ayarlanabilen kırmızı, yeşil ve mavi ışık yayan elemanlar içerir. Bir kontrolör, bakır teller boyunca dijital talimatlar göndererek her LED’e hangi rengi üreteceğini ve ne kadar parlak yanacağını söyler. Her LED talimatlarını alır ve kalan verileri bir sonrakine iletir, böylece tüm sıra aynı anda farklı renkler ve desenler gösterebilir.
Bireysel fiberler çalışır hale geldikten sonraki adım, onları gerçek bir dokunmatik ekrana dönüştürmekti. Araştırmacılar, prototipleri için, her biri 96 ayrı ayrı kontrol edilebilir LED içeren 54 elektronik fiberi bir giysi kolunun ön kol bölümüne entegre ederek, onu işlevsel bir iki boyutlu ekrana dönüştürdüler.
Sadece Ekran Değil Mikrofon Hoparlör Sıcaklık Sensörleri De Mevcut
Araştırmacılar, dokunmatik ekranın ötesinde, ekran lifleriyle aynı teknik kullanılarak üretilen çeşitli özel elektronik lifleri de giysiye entegre ettiler.
Bunlar arasında sesli komutlar ve ses çalma için bir mikrofon ve hoparlör; hareket ve yönelim algılamak için hareket sensörleri; pusula işlevi için bir manyetometre; vücut sıcaklığını izlemek için bir sıcaklık sensörü; ve ekranın parlaklığını otomatik olarak ayarlamak için bir ortam ışığı sensörü bulunmaktadır. Bu bileşenler birlikte, giysinin erken dönem akıllı telefonlarla ilişkili çeşitli işlevleri yerine getirmesini sağlar; bunlar arasında sesli video oynatma, sesli komutlara yanıt verme, ekranı otomatik olarak döndürme ve kullanıcının vücut sıcaklığını gösterme yer almaktadır.
Ayrıca bu elektronik kumaş 50 kez makinede yıkamaya, 1000 kez bükülmeye karşı dayanıklıdır. Bu elektronik mimaride 5000 çip ve 20,000’ten fazla elektronik bağlantı olduğunu düşünürseniz, bu gerçekten esnek elektronikler için büyük bir adım.
İşte bu teknoloji gelecekte kıyafetlerimizi tümüyle akıllı hale getirebilir, eğlence dünyasında değişik uygulamalara ve hatta havacılık sanayinde ilginç uygulamalara imkan verebilir.
Kaynak: https://news.nus.edu.sg/worlds-first-touchscreen-in-garment/
