Ilmuwan Ciptakan Komputer Berbasis Serat yang Dapat Dicuci

Ilustrasi(Freepik)

PARA ilmuwan telah berhasil menanamkan seluruh komponen komputer ke dalam seutas serat fleksibel. Serat ini tidak hanya elastis, tetapi juga tahan dicuci dengan mesin cuci. Penemuan ini membuka jalan bagi terwujudnya pakaian "komputasi serat" yang cerdas di masa depan.

Tekstil Pintar: Dari Konsep ke Kenyataan

Tekstil pintar (atau e-tekstil) adalah material yang menggabungkan komponen elektronik. Material ini memungkinkan pengembangan produk yang dapat dikenakan dengan fitur canggih, seperti pakaian atau layar interaktif.

Sebelumnya, salah satu pionir dalam bidang ini adalah LilyPad, serangkaian komponen elektronik yang dapat dijahit, yang dirilis pada tahun 2007 untuk membuat pakaian interaktif.

Namun, kemampuan komputasi pada serat pintar sebelumnya sangat terbatas karena tidak memiliki komponen individual yang tertanam di dalamnya. Hal ini membuat tugas dasar seperti mengolah biosinyal secara real-time menjadi sulit.

Kini, para ilmuwan telah mengatasi keterbatasan itu. Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Nano-Micro Letters, mereka berhasil mengintegrasikan fungsi penginderaan, komunikasi, komputasi, dan penyimpanan ke dalam seutas serat tunggal. 

Serat elastis ini memiliki daya regang hingga 60% dan tetap berfungsi setelah dicuci, menjadikannya ideal untuk ditenun menjadi pakaian sehari-hari.

Menurut para ilmuwan, serat baru ini juga dapat meningkatkan akurasi perangkat pintar karena mampu mengumpulkan data dari berbagai titik dan memungkinkan interaksi real-time antara manusia dan komputer.

Menganalisis Gerakan Tubuh dengan Akurasi Tinggi

Setiap serat yang dikembangkan dalam studi ini dilengkapi dengan delapan perangkat, termasuk empat sensor (fotodetektor, sensor suhu, akselerometer, dan sensor PPG), sebuah mikrokontroler, dua modul komunikasi, dan sebuah perangkat manajemen daya. 

Semua komponen ini bekerja sama untuk mengumpulkan, memproses, menyimpan, dan mengirimkan data.

Untuk menguji efektivitas sistem baru ini, para ilmuwan menempatkan empat serat pintar pada lengan baju dan kaki celana. Seseorang yang mengenakan pakaian tersebut diminta untuk melakukan serangkaian latihan, seperti squat, lunge, dan plank.

Setiap serat menjalankan jaringan saraf yang telah dilatih secara individual—sebuah algoritma kecerdasan buatan yang meniru cara kerja otak manusia. Ini memungkinkan serat-serat tersebut mengenali berbagai gerakan secara real-time.

Hasilnya sangat menjanjikan: satu serat tunggal mencapai akurasi 67% dalam mengenali gerakan. Namun, ketika keempat serat bekerja sama, akurasi melonjak hingga 95%.

Para ilmuwan menyatakan bahwa peningkatan signifikan ini membuktikan potensi besar dari "penginderaan kolaboratif multi-serat." 

Mereka menyebutnya sebagai pendekatan transformatif untuk sistem perangkat pintar yang dapat dikenakan, yang mengintegrasikan komputasi lokal dengan pengambilan keputusan jaringan.

Meskipun demikian, mereka mengakui masih ada tantangan yang perlu diatasi, seperti mengoptimalkan kecepatan komunikasi, mengurangi konsumsi energi, dan meningkatkan bandwidth. 

Penelitian di masa depan akan berfokus pada pengembangan protokol komunikasi yang dirancang khusus untuk komputer serat ini, agar pertukaran informasi antar serat menjadi lebih efisien. (LiveScience/Z-1)