Une avancée récente dans le domaine des textiles intelligents utilise des ondes acoustiques pour mesurer précisément divers mouvements. Cette technologie promet de transformer les vêtements en outils interactifs, offrant des applications potentielles dans la santé et le sport.
Des chercheurs ont développé des textiles intelligents qui utilisent des ondes acoustiques, au lieu de l’électronique, pour mesurer avec précision le toucher, la pression et le mouvement.
Un tissu capable de « ressentir » les actions
Imaginez porter un T-shirt qui mesure votre respiration ou des gants qui transforment les mouvements de vos mains en commandes pour un ordinateur.
Une équipe de l’ETH Zurich, dirigée par Daniel Ahmed, professeur de robotique acoustique appliquée aux sciences de la vie et à la santé, a jeté les bases de ces textiles intelligents.
Contrairement à de nombreuses avancées précédentes qui utilisent l’électronique, les chercheurs ont recours à des ondes sonores transmises par des fibres de verre. Cette méthode permet d’obtenir des mesures plus précises tout en rendant les tissus plus légers, respirants et faciles à laver.
Ils sont également économiques, car nous utilisons des matériaux courants et la consommation énergétique est très basse.
Affirme Ahmed.
À gauche : Les fibres de verre sont tissées dans le tissu à intervalles réguliers. Un émetteur (T) passe des ondes acoustiques à travers les fibres de verre, tandis que le récepteur (R) mesure les ondes à l’autre extrémité. À droite : Intégration de SonoTextiles pour créer des t-shirts intelligents. © Yingqiang Wang, ETH Zurich.
Ils appellent leur innovation SonoTextiles.
Bien qu’il existe déjà des recherches sur les textiles intelligents basés sur l’acoustique, nous sommes les premiers à explorer la fibre de verre associée à des signaux de différentes fréquences.
Explique Yingqiang Wang, auteur principal de l’étude.
Des vêtements capables de transmettre mouvement et pression par le son
Les fibres de verre sont tissées dans le tissu à intervalles réguliers. À une extrémité se trouve un émetteur qui émet des ondes sonores ; à l’autre, un récepteur qui mesure si ces ondes ont subi des changements.
Cela permet de diminuer le besoin de puissance de calcul élevée pour identifier l’endroit où la fibre a subi un changement. Les textiles précédents faisaient face à une surcharge de données et à des difficultés dans le traitement des signaux.
À l’avenir, les données pourraient être envoyées directement à un ordinateur ou un smartphone en temps réel.
Indique Ahmed.
Lorsque l’une des fibres de verre se déplace, la longueur des ondes acoustiques qui la traversent change, perdant ainsi de l’énergie. Dans le cas d’un T-shirt, cela peut se produire en raison du mouvement corporel ou de la respiration.
Nous avons utilisé des fréquences dans la plage des ultrasonores, environ 100 kilohertz— bien au-delà de l’audition humaine, qui va de 20 hertz à 20 kilohertz.
Précise Wang.
La longueur d’onde dans les fibres de verre change dès qu’elles sont touchées ou pliées. © Yingqiang Wang, ETH Zurich.
Les chercheurs ont démontré la faisabilité du concept en laboratoire. À l’avenir, les SonoTextiles pourraient avoir diverses applications : surveillance de la respiration chez les patients asthmatiques, avec alerte en cas d’urgence ; analyse des mouvements en temps réel dans le sport ; ou traduction du langage gestuel en texte ou voix à travers des gants dotés de cette technologie.
Ces textiles pourraient même évaluer la posture d’une personne et agir comme une technologie d’assistance pour améliorer la qualité de vie.
Ajoute Chaochao Sun, co-auteur de l’étude.
Par exemple, fournir un retour pour ceux qui souhaitent corriger leur posture ou alerter les utilisateurs de fauteuils roulants de changer de position, évitant ainsi les escarres.
Malgré ce potentiel élevé d’application au quotidien, Ahmed reconnaît encore des améliorations à apporter. Les microfibres de verre fonctionnent bien en laboratoire, mais peuvent se briser en usage courant.
L’avantage est que nous pouvons facilement les remplacer par du métal, qui conduit également bien le son. Nous souhaitons approfondir les recherches dans cette direction et explorer d’autres applications.
Précise Ahmed.
La prochaine étape sera de rendre le système plus robuste et d’améliorer l’intégration de l’électronique dans les tissus.