त्रिबोइलेक्ट्रिक सेंसर अगली पीढ़ी के वियरेबल्स में भूमिका निभाने के लिए तैयार

एनसी स्टेट यूनिवर्सिटी के एक समूह नवाचारी इंजीनियरों ने हाल ही में एक त्रिबोइलेक्ट्रिक कढ़ाई-आधारित सेंसर का अनावरण किया है जो आपके विश्व के साथ इंटरैक्शन को क्रांतिकारी बना सकता है। यह निर्माण सिर्फ आपके पसंदीदा स्वेटर में सिला एक रिमोट नहीं है। शोधकर्ताओं ने कपड़े में बुनाई गई एक सहज नियंत्रण प्रणाली बनाई है जो पहनने वाले को अज्ञात रहती है।

कल्पना कीजिए कि आप अपनी नई कार के पास जाते हैं और अपने टी-शर्ट का उपयोग करके हाथ के इशारों के आधार पर वाहन को अनलॉक और स्टार्ट करते हैं। यह तकनीक आज भविष्यवादी लग सकती है, लेकिन इन इंजीनियरों द्वारा किए गए विकास के कारण यह पहले से ही संभव है। यहाँ बताया गया है कि यह विकास आपके जीवन पर बड़ा प्रभाव क्यों डाल सकता है।

पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स

शोधकर्ताओं के काम के महत्व को समझने के लिए, वियरेबल बाजार और उसके विकास को देखना आवश्यक है। पहले इलेक्ट्रॉनिक्स और फोन के बाद से, रचनाकारों ने भविष्यवादी तकनीक से भरपूर कपड़ों का सपना देखा है। 70 के दशक के स्टार ट्रेक के सदस्य अपने कम्युनिकेटर को छाती पर टैप करके जहाज़ के ब्रिज से बात करते हुए सोचिए। आज भी, बाजार फल-फूल रहा है, जहाँ एकीकृत फोन चार्जर और ब्लूटूथ स्पीकर जैसी सरल डिज़ाइन अधिक सामान्य हो रही हैं।

स्रोत – ZEROi Smarthat

घातीय वृद्धि क्षमता

आज, यह बाजार प्रौद्योगिकी उद्योग के भीतर एक तेज़ी से बढ़ता सेक्टर माना जाता है। मार्केट्स एंड मार्केट्स के शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशित एक रिपोर्ट ने बताया कि वैश्विक पहनने योग्य तकनीक बाजार का आकार 2026 तक $265.4 बिलियन तक पहुंचने की संभावना है। डेटा ने दिखाया कि बाजार 18.0% की CAGR (संयुक्त वार्षिक वृद्धि दर) पर विस्तार कर रहा था और 2021-2022 के दौरान 45% तक तेज़ी से बढ़ा।

कपड़े का विकास

वियरेबल बाजार में कई उपविभाग हैं। इन शोधकर्ताओं ने जिस पर ध्यान केंद्रित किया वह स्मार्ट टेक्सटाइल उद्योग था। उन्होंने टेक्सटाइल को इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ इस तरह मिलाने की कोशिश की कि एकीकरण पहनने वाले के लिए दिखावट और महसूस में अज्ञात रहे। फिर भी, पहनने वाला अतिरिक्त कार्यक्षमता का आनंद ले सकता है।

टेक्सटाइल-आधारित मानव-मशीन इंटरफ़ेस आपके कपड़ों के हिस्सों को नियंत्रण में बदल देते हैं। कल्पना करें कि आप अपने स्वेटर को स्वाइप करके फोन का जवाब देते हैं या अपनी टोपी को छूकर लाइट चालू करते हैं। इन सभी विकल्पों और उससे भी अधिक को कपड़े के सेंसरों के उपयोग से संभव बनाया जा सकता है। यहाँ बताया गया है कि शोधकर्ताओं ने कपड़ों को क्लिक करने योग्य बनाने में कैसे सफलता पाई।

इंजीनियरों द्वारा सामना की गई चुनौतियां

टीम को कपड़े को क्लिक करने योग्य बनाने के लिए कई चुनौतियों को पार करना पड़ा। एक बात यह है कि कपड़े पर कढ़ाई करने की सामान्य विधियां आमतौर पर 2D डिज़ाइनों पर आधारित होती हैं। इसलिए, वे उन सेंसरों का समर्थन करने के लिए उपयुक्त नहीं थीं जिन्हें संपर्कों के बीच अंतराल की आवश्यकता होती है।

त्रिबोइलेक्ट्रिक सेंसर

इस सीमा को पार करने के लिए, टीम ने एक नया यार्न बनाया। टीम ने पाया कि पॉलीविनाइलिडेन फ्लोराइड-ट्रिफ्लुओरोइथिलीन (PVDF-TrFE) नैनो-माइक्रोफ़ाइबर-लिपटा कंडक्टिव यार्न और पॉलीयुरेथेन (PU)-कोटेड पॉलिएस्टर-तांबा यार्न पर्याप्त रूप से सेंसर संपर्कों को अलग रखता है, बिना कपड़े की लचीलापन की भावना को बदले।

असटीक सेंसर

असटीक सेंसर वियरेबल्स के लिए एक प्रमुख समस्या हैं। इन उपकरणों की दैनिक गतिविधियों और टिकाऊपन की आवश्यकताएं उन्हें विफलता और गलत ट्रिगर की ओर प्रवृत्त करती हैं। जब सेंसर एकीकरण हमेशा पहुंच में रहता है, तो गलत इशारे और अन्य गलत संचार आम होते हैं। साथ ही, पर्यावरणीय कारक सेंसर को गलत रीडिंग या गलत संपर्क प्रदान कर सकते हैं।

गलत सेंसर ट्रिगर को रोकने के लिए, शोध टीम ने बटन की विपरीत चार्ज वाली परतों के बीच एक स्पेसर का उपयोग करके अंतराल बनाने का निर्णय लिया। इस दृष्टिकोण ने संवेदनशीलता को नियंत्रित करने में मदद की। इससे शोधकर्ताओं को विभिन्न अंतराल दूरी पर परीक्षण करने और सर्वोत्तम व्यवस्था देख पाने की सुविधा मिली।

त्रिबोइलेक्ट्रिक डिजाइन चरण

डिवाइस त्रिबोइलेक्ट्रिक नैनोजेनरेटर-आधारित सेंसरों से बना है, जिसमें दो विपरीत चार्ज वाली परतें होती हैं। यह संरचना, उनके द्वारा निर्मित यार्न के साथ मिलकर, एक विश्वसनीय और स्पर्श में मुलायम सेंसर प्रदान करती है जो सामान्य कपड़े की आरामदायकता को बनाए रखती है।

एआई एकीकरण

सेंसर में एक माइक्रोचिप है जिसका एकमात्र उद्देश्य सेंसर से डेटा इनपुट को डिकोड करना है। इस माइक्रोचिप में एकीकृत एआई प्रोटोकॉल है जो उन्नत मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करता है। यह एआई मॉडल विशेष रूप से गलत सक्रियण और इशारों की गलत पढ़ाई को रोकने के लिए बनाया गया था। यह डिवाइस को स्वाइप जैसे कार्यों को पंजीकृत करने में सक्षम बनाता है।

एआई मॉडल डिवाइस के प्रदर्शन और कार्यक्षमता को काफी सुधारता है। यह डेवलपर्स को विभिन्न इशारों पर कई निर्देश प्रोग्राम करने की सुविधा भी देता है। इस प्रकार, डिवाइस इशारों और कमांड को पहचानने में बेहतर हो जाता है और अधिक उपयोग के साथ गलत सक्रियणों को अनदेखा करता है।

नए कपड़े सेंसर के लाभ

सेंसर कई लाभ प्रस्तुत करता है जो इसे वियरेबल्स और अन्य उपयोग मामलों में उपयोग के लिए आदर्श विकल्प बनाते हैं। कपड़े को नियंत्रक में बदलने की क्षमता फैशन, दैनिक उपकरणों के साथ इंटरैक्शन और बहुत कुछ में अनंत विकल्प खोलती है। यह स्मार्ट सिटी पर्यावरण में अधिक एकीकरण के लिए भी द्वार खोलता है।

कल्पना करें कि आपका कपड़ा आपके आसपास की दुनिया से संवाद कर रहा है। यह तकनीक एक दिन आपके सोफ़े को दबाकर चैनल बदलने या अपनी टोपी के किनारे को टैप करके पसंदीदा गीत चलाने को संभव बना सकती है। यह डॉक्टरों को अधिक उत्तरदायी बनाने या सैनिकों को दूसरों के साथ संपर्क में रहने में भी सक्षम बना सकती है। इस तकनीक के लाभ लगातार प्रमुख बने हुए हैं।

सूक्ष्मीकरण

ये सेंसर बहुत छोटे हैं और रोबोटिक्स, एयरोस्पेस और समुद्री अन्वेषण जैसे कई क्षेत्रों को आगे बढ़ाने में मदद कर सकते हैं। इन उपकरणों का हल्का और लचीला स्वरूप उन्हें गैर-स्थिर रोबोटों में उपयोग के लिए भी आदर्श बनाता है। गैर-स्थिर रोबोट ऐसे रोबोट होते हैं जिनकी कठोर संरचना नहीं होती। जब आपको ऐसा रोबोट चाहिए जो दरारों और दरारों के माध्यम से फिट हो सके, तो ये उपयोगी होते हैं।

त्रिबोइलेक्ट्रिक शक्ति

त्रिबोइलेक्ट्रिक सेंसर का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह स्वयं चार्ज होता है। त्रिबोइलेक्ट्रिक सेंसर अपनी सरल डिज़ाइन और संवेदनशीलता के लिए जाने जाते हैं, जिससे यह उपयोग के लिए आदर्श बनते हैं। ये सेंसर परतों के बीच गति के दौरान स्थैतिक चार्ज का उपयोग करके पावर बनाए रखते हैं। इसलिए, इन्हें कभी रीचार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती।

विविध उपयोग

इस नए सेंसर लेआउट की बहु-उपयोगिता को अनदेखा नहीं किया जा सकता। अतिरिक्त स्थिरता और विभिन्न प्रकार के इनपुट को पहचानने की क्षमता ने इस परियोजना को बड़ी सफलता बना दिया है। साथ ही, कस्टमाइज़ेशन विकल्पों ने शोधकर्ता की रचना को एक अलग वर्ग में रख दिया है।

एनसी स्टेट यूनिवर्सिटी इंजीनियर

परियोजना के पीछे की टीम में यू चेन, याली लिंग, यिदुओ यांग, ज़िहाओ वांग, यांग लियू, वेई गाओ, बाओ यांग, शियाओमिंग ताओ, और रोंग यिन शामिल थे। अनुसंधान, विकास और परीक्षण एनसी स्टेट यूनिवर्सिटी में आयोजित किए गए। अब, टीम अपने त्रिबोइलेक्ट्रिक-आधारित टेक्सटाइल सेंसर पर अनुसंधान को आगे बढ़ाने और वियरेबल अपनाने को प्रोत्साहित करने की कोशिश कर रही है।

परीक्षण चरण

परियोजना परीक्षण ने विकास की लचीलापन और संभावनाओं को प्रदर्शित किया। परीक्षण के लिए शोधकर्ताओं ने एक कस्टम संगीत प्लेयर बनाया जो BT इनपुट को स्वीकार करता था। प्लेयर को विशेष रूप से स्थिर कोर फ़ंक्शन को स्वीकार करने के लिए डिज़ाइन किया गया था जो सेंसर में संबंधित इशारों से जुड़े थे।

इंजीनियर सेंसर का उपयोग करके प्ले, पॉज़, ट्रैक स्किप और वॉल्यूम समायोजित करने में सक्षम थे। परिणामों ने सिद्ध किया कि अवधारणा व्यवहार्य थी। इसके अलावा, यह अपेक्षा से बेहतर परिणाम दिया। इंजीनियर इस डिवाइस का उपयोग गेम खेलने और आवश्यकता पड़ने पर पासवर्ड इनपुट करने में भी कर सके। अब, इस शोध में उसकी संभावित अनुप्रयोगों के कारण रुचि बढ़ गई है।

संभावित अनुप्रयोग

इस तकनीक के कई अनुप्रयोग हैं। टेक्सटाइल सेंसर वजन कम कर सकते हैं, प्रतिक्रिया में सुधार कर सकते हैं, और आवश्यकता पड़ने पर मूल्यवान सेंसर फीडबैक प्रदान कर सकते हैं। परिणामस्वरूप, पहनने योग्य नियंत्रकों की अवधारणा कई उद्योगों में क्रांति लाने की क्षमता रखती है।

स्वास्थ्य देखभाल

स्वास्थ्य देखभाल उन क्षेत्रों में से एक है जो इस तकनीक का उपयोग बेहतर सेवा प्रदान करने के लिए कर सकते हैं। कई रोगियों को मॉनिटरिंग उपकरण पहनना पड़ता है और उन्हें किसी प्रकार की अलर्ट प्रणाली की आवश्यकता होती है। टेक्सटाइल-आधारित सेंसर का परिचय इन व्यक्तियों को अधिक स्वतंत्रता के साथ अपने दिन को नेविगेट करने में सक्षम बना सकता है।

इसके अतिरिक्त, इन सिस्टमों का उपयोग चिकित्सा पेशेवर भी कर सकते हैं। कुछ सिस्टम आवश्यक वस्तुओं का अनुरोध कर सकते हैं या आवश्यकता पड़ने पर अलर्ट दे सकते हैं। रोगी ऐसे गाउन पहन सकते हैं जो उनके स्वास्थ्य या गति के महत्वपूर्ण आँकड़े प्रदान करते हैं। साथ ही, जब इसे RF और IoT सेंसर और अन्य विकल्पों के साथ जोड़ा जाता है, तो यह तकनीक रोगी मॉनिटरिंग क्षमताओं के एक नए स्तर के द्वार खोलती है।

खेल

खेल उद्योग एक और बाजार है जो इस तकनीक का उपयोग अपने प्रस्तावों को सुधारने के लिए कर सकता है। पहले से ही बड़े खेल लीगों में सेंसर का निरंतर एकीकरण हो रहा है ताकि रेफ़री कॉलिंग और खेल के अन्य महत्वपूर्ण पहलुओं में सुधार हो सके। अब, ये हल्के सेंसर एथलीट मॉनिटरिंग क्षमताओं को बढ़ा सकते हैं।

फ़ैशन

फ़ैशन उद्योग लंबे समय से वियरेबल तकनीक के अग्रभाग में रहा है। कई उपयोगी वियरेबल बनाने के प्रयास केवल इसलिए विफल रहे क्योंकि वे फैशनेबल या आरामदायक नहीं थे। त्रिबोइलेक्ट्रिक-शक्तिप्राप्त टेक्सटाइल सेंसर का परिचय खेल को बदलता है और डिजाइनरों को अपनी रचनाओं में तकनीक को सहजता से एकीकृत करने में सक्षम बनाता है।

सैन्य

इस तकनीक के सैन्य अनुप्रयोग लगातार उभर रहे हैं। पहले ही इस तकनीक का उपयोग करके सैनिकों के यूनिफॉर्म में ड्रोन नियंत्रण और कई अन्य सेंसर जोड़ने पर चर्चा हो रही है। भविष्य का सैनिक कम वजन वाला होगा लेकिन अपने पूर्ववर्ती की तुलना में कई गुना अधिक कार्य कर सकेगा।

सैन्य इस तकनीक का उपयोग पासवर्ड और आईडी सत्यापन जैसे सत्यापन सिस्टमों के लिए भी कर सकता है। आप देख सकते हैं कि सैनिक गेट की ओर चल रहे हैं और एक सेंसर उनका आईडी दिखा रहा है और वे अपने यूनिफॉर्म पर सेंसर को टैप करके इसे सत्यापित कर रहे हैं। वे अतिरिक्त जानकारी जोड़ सकते हैं या केवल अपने कपड़े का उपयोग करके जटिल मेनू नेविगेट कर सकते हैं।

इस तकनीक से लाभान्वित हो सकने वाली कंपनियां

वियरेबल बाजार लगातार गर्म हो रहा है। आप संभवतः मुख्य प्रतिस्पर्धियों जैसे Apple (AAPL ), Microsoft (MSFT ), और Fitbit से परिचित हैं। इन कंपनियों ने लंबे समय से वियरेबल तकनीक को घड़ियों या अन्य सेंसर वाले उपकरणों के रूप में पेश किया है जो आपके स्वास्थ्य के विभिन्न पहलुओं की निगरानी करते हैं। यहाँ कुछ अन्य कंपनियां हैं जो वियरेबल बाजार में कदम रख रही हैं।

Augmedix

Augmedix एक एआई-संचालित देखभाल प्रदाता है। कंपनी वियरेबल तकनीक को एकीकृत करती है ताकि एम्बुलेंस ड्राइवर आवश्यक होने पर अन्य स्वास्थ्य देखभाल प्रतिक्रियाओं से जुड़ सकें। यह डिवाइस आवश्यक होने पर सभी पेशेवरों को क्लिनिक से जोड़ता है।

Augmedix की स्थापना 2022 में हुई थी ताकि स्वास्थ्य क्षेत्र में अक्षमताओं को दूर किया जा सके और बेहतर देखभाल प्रक्रियाओं को बढ़ावा दिया जा सके। नेटवर्क वर्तमान में कई उपयोगी उपकरण प्रदान करता है जिसमें प्राकृतिक क्लिनिशियन-रोगी वार्तालापों का डिजिटलीकरण शामिल है। यह दृष्टिकोण इन वार्तालापों को वास्तविक समय में उपयोगी चिकित्सा डेटा के रूप में जोड़ने में सक्षम बनाता है।

UA HealthBox

UA HealthBox एक फिटनेस मॉनिटरिंग ऐप है जिसे उपयोगकर्ताओं को उनकी प्रगति और स्वास्थ्य को मापने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस कार्यक्रम को एक बार के समय के स्मार्टफोन निर्माता HTC द्वारा समर्थन मिला है। कंपनी ने अपने कई वर्षों के प्रोसेसिंग विकास को लेकर शक्तिशाली वियरेबल्स बनाने पर केंद्रित किया है और सफलता हासिल की है।

वियरेबल्स का भविष्य उज्ज्वल है

वियरेबल तकनीक में प्रगति तेज़ी से आ रही है। पहले ही, सौर-शक्तिप्राप्त और स्व-शक्तिप्राप्त वियरेबल आइटम बड़े पैमाने पर बाजार में प्रवेश करने के लिए तैयार हैं। ये सतत विकल्प एआई समाधान को एकीकृत करेंगे ताकि आपके डिजिटल वातावरण के साथ नई स्तर की इंटरैक्टिविटी प्रदान की जा सके। साथ ही, यह तकनीक एआर और वीआर के साथ मिलकर डिजिटल और वास्तविक दुनिया के सहज मिश्रण को बना सकती है।

विकेंद्रीकृत एआई वियरेबल्स का भविष्य है

एआई सिस्टम, अन्य वेब2 एप्लिकेशन की तरह, वेब3 स्वरूपों में स्थानांतरित होना शुरू हो गए हैं। ये नए विकेंद्रीकृत एआई इकोसिस्टम रीयल टाइम में नेटवर्क नोड्स से अधिक डेटा एकत्र कर सकते हैं। इसलिए, वे भविष्य में वियरेबल्स के लिए बड़े मॉडल बनाने में अधिक उपयुक्त हैं।

जब आपका एआई वियरेबल आपके स्वास्थ्य की निगरानी में मदद करता है, तो यह एक बात है। लेकिन जब यह सभी अन्य उपयोगकर्ताओं के डेटा का उपयोग करके क्षेत्रों में स्वास्थ्य पैटर्न और अन्य महत्वपूर्ण आँकड़े पहचानता है जो जोखिमों की पहचान में मदद करते हैं, तो यह एक अलग कहानी है। सबसे अच्छी बात यह है कि ये उपकरण धीरे-धीरे स्व-शक्तिप्राप्त बन रहे हैं, जिससे वे एक सतत विकल्प बनते जा रहे हैं।

त्रिबोइलेक्ट्रिक सेंसर वियरेबल टेक्नोलॉजी में एक मील का पत्थर बनता है

हाल तक, अधिकांश वियरेबल्स घड़ियों, अंगूठियों या अन्य ऐसे आइटम्स थे जो कठोर और बड़े प्रोसेसिंग बोर्ड या कंट्रोलर को समर्थन दे सकते थे। एनसी स्टेट यूनिवर्सिटी के इन इंजीनियरों की रचनात्मकता और नवाचार के धन्यवाद, आपका कपड़ा भविष्य में बहुत अधिक उपयोगी हो सकता है। कम से कम, अगली पीढ़ी के वियरेबल्स आपके इंटरैक्शन को बढ़ाएंगे और फैशन/टेक क्रांति के द्वार खोलेंगे।

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