Cientistas da Universidade de Dunhua desenvolveram um método para tecer transistores, resistores e capacitores em uma fibra contínua, transformando o fio em si mesmo em um circuito elétrico. Isso abre perspectivas para computação vestível e peles eletrônicas de robôs capazes de se dobrar junto com corpos macios.
O trabalho, liderado por Meifan Zhu, acadêmico da Academia Chinesa de Ciências e professor da Universidade de Dunhua, e pelo pesquisador Gan Wang, foi publicado na revista Nature Electronics sob o título 'Tricotagem Programável de Circuitos Integrados'. De acordo com notícias da universidade de 24 de setembro, a equipe utilizou tricotagem codificada microfluídica para posicionar materiais e conexões dentro da fibra à medida que ela era formada, em vez de anexar chips individuais posteriormente.
Ao examinar a seção transversal, fluidos condutores, isolantes, emissivos de luz ou semicondutores são ajustados em camadas funcionais estáveis. Variando o suprimento de cada solução espiral ao longo do comprimento, os pesquisadores podem tornar essas camadas contínuas ou descontínuas, conectando assim os dispositivos. Como resultado, pilhas de materiais, geometria de dispositivos e interconexões são formadas em um único processo, transformando a fibra em um circuito.
Nesta plataforma, o grupo criou módulos para eletroluminescência multicolorida, processamento analógico de sinais, lógica digital e sondagem espacial sem contato. Ao combinar diferentes tipos de dispositivos em uma única fibra, eles demonstraram filtros e inversores ajustáveis, passando de fios funcionais individuais para circuitos que operam de forma coesa conforme o projeto.
Em testes práticos, as fibras de sondagem espacial foram colocadas em uma garra robótica. As mudanças no campo elétrico ao se aproximar ou mover um objeto permitiram que o sistema determinasse a posição e direcionasse automaticamente o manipulador para rastreá-lo. Em outro exemplo de demonstração, uma interface fibrosa flexível e um sistema auxiliar permitiram que um dedo controlasse um braço robótico e um drone sem contato físico.
A inteligência artificial incorporada requer eletrônica que corresponda a formas e movimentos complexos. Fibras macias são um suporte natural, mas a integração de dispositivos de fibra individuais em circuitos completos exigiu a resolução simultânea dos problemas de posicionamento de material, estrutura do dispositivo e conexões elétricas. O método da Universidade de Dunhua considera o layout do circuito como um programa de tricô, mantendo a flexibilidade, a capacidade de costura e tecelagem, e oferecendo blocos de construção combináveis para robôs macios e revestimentos sensoriais multimodais.