Китайские ученые создали умную ткань, превращающую одежду в голосового помощника

Ученые из Китайского университета Сучжоу разработали инновационный текстильный материал, который превращает обычную одежду в постоянно доступного голосового помощника с искусственным интеллектом. Эта ткань, получившая название A-Textile, использует искусственный интеллект для распознавания голосовых команд за счет усиления электростатических зарядов, возникающих во время речи. Разработка решает проблему совместимости, поскольку предыдущие электронные ткани обычно полагались на жесткие датчики или громоздкие микрофоны, которые плохо сочетались с мягкой и гибкой одеждой.
Новый материал функционирует, используя трибоэлектрический эффект. Когда части ткани слегка смещаются, генерируются крошечные электростатические заряды, которые затем преобразуются в электрические сигналы, способные распознавать человеческую речь. Для создания ткани исследователи совместили слой силиконовой резины с наноцветами сульфида олова, которые улучшают захват заряда, и слой карбонизированного хлопка, накапливающего эти заряды. Вместе эти слои делают ткань достаточно чувствительной, чтобы улавливать вибрации даже от шепота.
A-Textile является гибкой и пригодной для стирки, что позволяет вшивать ее в рубашки, куртки и униформу, превращая повседневную одежду в мощный интерфейс для искусственного интеллекта. Исследователи также разработали специальную модель глубокого обучения для интерпретации различных голосовых команд, улавливаемых тканью. Ткань обнаруживает звук, преобразует его в электрический сигнал и отправляет на компьютер или смартфон, после чего искусственный интеллект выполняет поставленную задачу.
В ходе испытаний система продемонстрировала высочайшую точность распознавания команд на уровне 97,5%, сохраняя ее даже в шумной обстановке. Система способна напрямую взаимодействовать с такими сервисами, как ChatGPT, позволяя пользователям задавать сложные вопросы или получать информацию, просто обращаясь к своей одежде. Практическое применение было продемонстрировано на примере управления бытовыми приборами, такими как включение и выключение кондиционера и лампы, а также при использовании Google Maps для навигации.
В отличие от более ранних разработок, таких как акустическая ткань MIT 2022 года или пьезоэлектрический композит Вана 2019 года, которые могли обнаруживать звук, но требовали жестких структур и производили слабые сигналы, A-Textile обладает значительно более высокой чувствительностью. Это достигнуто благодаря использованию наноцветов сульфида олова, которые эффективно захватывают электростатические заряды, обеспечивая четкое контактное голосовое обнаружение и бесшовную интеграцию с искусственным интеллектом в мягкой и моющейся одежде. Это открытие знаменует собой важный шаг в объединении материаловедения, искусственного интеллекта и носимых технологий, открывая перспективы для помощи работникам в опасных условиях и людям с ограниченными возможностями, позволяя управлять устройствами без помощи рук и без необходимости использования телефона или гарнитуры. Исследование было опубликовано в научном журнале