섬유는 직물을 호흡 조절 의복으로 바꿉니다.

옴니파이버(OmniFibers)라는 새로운 종류의 섬유는 늘어나거나 압축되는 정도를 감지한 다음 압력, 측면 스트레칭 또는 진동의 형태로 즉각적인 촉각 피드백을 제공하는 의복으로 만들 수 있습니다. 이러한 직물은 가수나 운동선수가 호흡을 더 잘 조절할 수 있도록 훈련하거나 질병이나 수술에서 회복하여 호흡 패턴을 회복하는 데 도움이 되는 의복에 사용될 수 있습니다.

다층 섬유는 유체 시스템에 의해 활성화될 수 있는 중앙에 유체 채널을 포함합니다. 이 시스템은 압축 공기나 물과 같은 유체 매체를 채널로 가압 및 방출하여 섬유의 기하학적 구조를 제어하여 섬유가 인공 근육으로 작용할 수 있도록 합니다. 섬유에는 섬유의 늘어나는 정도를 감지하고 측정할 수 있는 신축성 센서도 포함되어 있습니다. 합성 섬유는 얇고 유연하여 표준 상용 기계를 사용하여 재봉, 직조 또는 편직할 수 있습니다.

실의 가닥과 유사한 연질 섬유 복합재는 5개의 층으로 구성됩니다. 가장 안쪽의 유체 채널, 작동 유체를 포함하는 실리콘 기반 탄성 튜브, 전기 저항의 변화로 변형을 감지하는 연신 신축성 센서, 편조 폴리머 섬유의 외부 치수를 제어하는 ​​신축성 있는 외부 메쉬와 전체 확장성에 기계적 제약을 제공하는 비신축성 필라멘트.

새로운 섬유 구조의 극도로 좁은 크기와 저렴한 재료의 사용으로 인해 섬유를 다양한 직물 형태로 비교적 쉽게 구조화할 수 있습니다. 외피가 일반 폴리에스터와 유사한 소재를 기반으로 하여 사람의 피부와도 궁합이 좋습니다. 빠른 응답 시간과 다양한 힘을 전달할 수 있어 햅틱(촉각 기반)을 사용한 원격 통신 또는 훈련을 위한 신속한 피드백 시스템이 가능합니다.

기존 인공근섬유 대부분의 단점은 열적으로 활성화되어 사람의 피부에 닿았을 때 과열될 수 있고, 전력 효율이 낮거나 훈련 과정이 힘들다는 점이다. 이러한 시스템은 응답 및 복구 시간이 느리기 때문에 신속한 피드백이 필요한 애플리케이션에서 즉각적인 사용이 제한되는 경우가 많습니다.

재료의 초기 테스트 응용으로 팀은 가수가 호흡 근육의 움직임을 모니터링 및 재생하기 위해 착용할 수 있는 일종의 속옷을 만들어 나중에 동일한 의류를 통해 운동 감각 피드백을 제공하여 원하는 최적의 자세와 호흡 패턴을 권장합니다. 보컬 퍼포먼스. 팀은 옴니파이버로 만든 의상을 입고 가수에게 공연을 하게 했고, 의상에 짜여진 스트레인 센서의 움직임 데이터를 기록했습니다. 그런 다음 센서 데이터를 해당 촉각 피드백으로 변환했습니다.

동일한 접근 방식을 통해 운동 선수가 다양한 활동을 수행하고 활동 중인 근육 그룹을 자극할 때 달성한 운동 선수를 모니터링하여 주어진 상황에서 호흡을 가장 잘 제어하는 ​​방법을 배우도록 도울 수 있습니다. 결국 이러한 의복은 환자가 대수술이나 COVID-19와 같은 호흡기 질환 후 건강한 호흡 패턴을 회복하는 데 도움이 되거나 수면 무호흡증에 대한 대체 치료제로도 사용될 수 있습니다.

팀은 제어 전자 장치와 압축 공기 공급 장치를 포함한 전체 시스템을 가능한 한 눈에 띄지 않게 유지하고 더 긴 필라멘트를 생산할 수 있는 제조 시스템을 개발하기 위해 더욱 소형화하는 작업을 계속할 것입니다.