סלילים בלתי משתנים של מאמץ מאפשרים דור חדש של מכשירי לבישה חכמים

פריצת דרך מהותית בתכנון סלילים גמישים על ידי חוקרים מאוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין מטפלת במכשול קריטי במכשירים לבישים חכמים: שמירה על ביצועים אינדוקטיביים עקביים במהלך תנועה. עבודתם, שפורסמה ב-Materials Today Physics, קובעת את יחס הממדים (AR) כפרמטר המכריע לשליטה בתגובה אינדוקטיבית למאמץ מכני.

על ידי אופטימיזציה של ערכי AR, הצוות תכנן סלילים מישוריים המשיגים כמעט בלתי-שונות של מאמץ, והדגים שינוי השראות של פחות מ-1% תחת התארכות של 50%. יציבות זו מאפשרת העברת הספק אלחוטית (WPT) אמינה ותקשורת NFC ביישומים לבישים דינמיים. בו זמנית, תצורות בעלות AR גבוה (AR>10) מתפקדות כחיישני מאמץ רגישים במיוחד עם רזולוציה של 0.01%, אידיאליות לניטור פיזיולוגי מדויק.

פונקציונליות דו-מצבית מומשה:
1. הספק ונתונים ללא פשרות: סלילים בעלי AR נמוך (AR=1.2) מפגינים יציבות יוצאת דופן, ומגבילים את סחף התדר באוסלטורים של LC ל-0.3% בלבד תחת עומס של 50% - ובכך עולים בביצועיהם באופן משמעותי על עיצובים קונבנציונליים. זה מבטיח יעילות WPT עקבית (>85% במרחק של 3 ס"מ) ואותות NFC חזקים (תנודות <2dB), קריטיים עבור שתלים רפואיים ומכשירים לבישים המחוברים תמיד.
2. חישה ברמה קלינית: סלילים בעלי רגישות צולבת גבוהה (AR=10.5) משמשים כחיישנים מדויקים עם רגישות צולבת מינימלית לטמפרטורה (25-45°C) או ללחץ. מערכים משולבים מאפשרים מעקב בזמן אמת אחר ביומכניקה מורכבת, כולל קינמטיקה של האצבעות, כוח אחיזה (רזולוציה של 0.1N) וזיהוי מוקדם של רעידות פתולוגיות (למשל, מחלת פרקינסון בתדר של 4-7 הרץ).

אינטגרציה והשפעה של המערכת:
סלילים ניתנים לתכנות אלה פותרים את הפשרה ההיסטורית בין יציבות לרגישות באלקטרוניקה גמישה. הסינרגיה שלהם עם מודולי טעינה אלחוטיים מיניאטוריים בתקן Qi והגנה מתקדמת על מעגלים (למשל, נתיכים הניתנים לאיפוס, מעגלים משולבים eFuse) מייעלת את היעילות (>75%) והבטיחות במטענים לבישים מוגבלים במקום. מסגרת זו, המונעת על ידי מציאות רבודה, מספקת מתודולוגיית תכנון אוניברסלית להטמעת מערכות אינדוקטיביות חזקות במצעים אלסטיים.

נתיב קדימה:
בשילוב עם טכנולוגיות מתפתחות כמו ננו-גנרטורים טריבואלקטריים הניתנים לגמישות פנימית, סלילים אלה מאיצים את הפיתוח של מכשירים לבישים ברמת רפואה, המופעלים באופן עצמאי. פלטפורמות כאלה מבטיחות ניטור פיזיולוגי רציף ובאמינות גבוהה בשילוב עם תקשורת אלחוטית בלתי מתפשרת - ובכך מבטלות את התלות ברכיבים קשיחים. לוחות הזמנים לפריסה של טקסטיל חכם מתקדם, ממשקי מציאות רבודה/מציאות מדומה ומערכות לניהול מחלות כרוניות מתקצרים משמעותית.

"עבודה זו מעבירה אלקטרוניקה לבישה מפשרה לסינרגיה", הצהיר החוקר הראשי. "כעת אנו משיגים בו זמנית חישה ברמת מעבדה ואמינות ברמה צבאית בפלטפורמות התואמות באמת את העור."