Un gruppo di ricercatori della National University of Singapore (NUS) ha sviluppato uno schermo tattile integrato direttamente in un capo d'abbigliamento, grazie a fibre elettroniche che combinano diodi a emissione di luce (LED) e sensori di tocco. Il progetto, guidato dal professor assistente Tural Khudiyev, prevede l'inserimento di 54 di queste fibre in una manica, che diventa così un display flessibile capace di mostrare immagini e video, di rispondere alla pressione delle dita e di collegarsi senza fili ai dispositivi digitali.
La differenza rispetto alla tecnologia indossabile tradizionale è sostanziale. Di solito un dispositivo elettronico viene applicato al corpo o al vestito come elemento separato. In questo caso, invece, le funzioni di visualizzazione e di tocco sono costruite nelle fibre stesse. Ogni filo contiene componenti microelettronici interconnessi in una struttura spessa appena un millimetro, così il tessuto può funzionare come schermo interattivo senza un pannello rigido. Il prototipo misura 168 per 105 millimetri, si aggiorna a 30 fotogrammi al secondo e, secondo i ricercatori, mantiene prestazioni di visualizzazione e di tocco quasi invariate dopo 50 cicli di lavaggio in lavatrice.
Il problema tecnico affrontato dal team è non banale. I circuiti elettronici convenzionali sono progettati su superfici piane, mentre un filo è stretto e cilindrico e lascia poco spazio al cablaggio necessario per far funzionare un display. Per superare questo limite, i ricercatori hanno sviluppato un'architettura di interconnessione che permette di collegare migliaia di dispositivi microelettronici lungo un'unica fibra. Il processo parte da fili isolati: un laser espone punti specifici della superficie, mentre una bagnatura controllata guida la saldatura fusa nelle posizioni designate. Con questo metodo il gruppo ha integrato più di 5.000 chip attraverso oltre 20.000 connessioni elettriche. I LED interconnessi vengono poi inseriti in una fibra multistrato tramite un processo di trafilatura termica. Il filo risultante ha un diametro di circa un millimetro e una lunghezza di 10 metri, con strati separati dedicati alla visualizzazione delle immagini e alla rilevazione del tocco.
Lo strato sensibile al tocco si trova sotto i LED. Quando si preme la fibra, il contatto chiude un circuito elettrico, permettendo al sistema di individuare il punto toccato e di accendere il pixel più vicino. Visualizzazione e interazione avvengono quindi all'interno dello stesso filo, senza componenti separati applicati al tessuto. Nel prototipo, ogni fibra con pixel porta 96 LED, combinati a formare un display di 96 per 54 pixel. Il sistema supporta una profondità colore a 8 bit e può riprodurre video, mostrare fotografie, far funzionare una calcolatrice e fungere da bussola. Le immagini possono essere ricevute via Bluetooth, il dispositivo risponde a comandi vocali e può ruotare o regolare automaticamente la luminosità dello schermo.
La manica include inoltre altre fibre con microfono, altoparlante e sensori di movimento, temperatura, orientamento magnetico e luce ambientale. Una fibra per la temperatura collocata sotto il braccio, per esempio, può misurare la temperatura corporea e mostrarne il valore sulla manica stessa. Ogni fibra con pixel dispone di un proprio canale di controllo, quindi un guasto in una linea non interrompe necessariamente le altre. Il sistema può registrare più tocchi simultanei, avvicinandosi al comportamento interattivo di un touchscreen convenzionale. Secondo i ricercatori, il prototipo ha resistito anche a 1.000 piegature con un raggio di cinque millimetri e risulta traspirante quanto cotone, poliestere e denim, restando entro i limiti di sicurezza stabiliti per il contatto con la pelle.
Il team indica la sanità come una possibile applicazione. Fibre dotate di sensori fisiologici potrebbero raccogliere dati in modo continuo e mostrarli direttamente sull'indumento, senza che chi lo indossa debba consultare un altro apparecchio. Combinati con l'intelligenza artificiale, questi sistemi potrebbero in futuro supportare un monitoraggio personalizzato, ma si tratta di una prospettiva e non di una capacità già dimostrata dal prototipo attuale. I prossimi passi previsti riguardano il miglioramento della risoluzione, l'integrazione di più funzioni di rilevazione e l'esplorazione di un'intelligenza artificiale eseguita direttamente sul dispositivo.