சிங்கப்பூர் ஆராய்ச்சியாளர்கள் துவைக்கக்கூடிய தொடுதிரையை ஆடைச் ஸ்லீவில் நெய்துள்ளனர்

5,184 பிக்சல்கள் மற்றும் தொடு கட்டுப்பாடுகள் கொண்ட ஸ்லீவ்

சிங்கப்பூர் தேசியப் பல்கலைக்கழகத்தின் (NUS) ஆராய்ச்சியாளர்கள், காணொளியை இயக்கவும், கணிப்பானைச் செயல்படுத்தவும், உடல் வெப்பநிலையைக் காட்டவும் கூடிய வண்ணத் தொடுதிரையை உருவாக்க, ஓர் ஆடை ஸ்லீவில் 54 மின்னணு இழைகளை நெய்துள்ளனர். ஒவ்வோர் இழையிலும் 96 சிறிய ஒளி உமிழும் டையோடுகள் உள்ளன. இதனால் துணித் திரையில் 5,184 பிக்சல்கள் கிடைக்கின்றன; தொடு உணர்வு அடுக்கு விரல் அழுத்தத்துக்கு அது பதிலளிக்கச் செய்கிறது.

168 மில்லிமீட்டர் நீளமும் 105 மில்லிமீட்டர் அகலமும் கொண்ட திரையுடன், ஒலிவாங்கி, ஒலிபெருக்கி மற்றும் உணரிகளை இந்த முன்மாதிரி ஒருங்கிணைக்கிறது. பல்கலைக்கழகத்தின்படி, சலவைத் தூளுடன் இயந்திரத்தில் 50 முறை துவைத்த பிறகும், வெறும் 5 மில்லிமீட்டர் ஆரமுள்ள வளைவில் 1,000 முறை வளைத்த பிறகும் அதன் ஒளி வெளியீடும் தொடு பதிலும் ஏறத்தாழ மாறாமல் இருந்தன.

ஆடையில் பொருத்தப்பட்ட உலகின் முதல் தொடுதிரை இதுவென்று NUS விவரிக்கிறது. தனது ஆராய்ச்சி அறிவிப்பில், குழு தனது கண்டுபிடிப்புகளை 2026 அக்டோபர் 21 அன்று நேச்சர் இதழில் வெளியிட்டதாகப் பல்கலைக்கழகம் கூறுகிறது. NUS-இன் வடிவமைப்பு மற்றும் பொறியியல் கல்லூரியில் உள்ள பொருள் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறையின் உதவிப் பேராசிரியர் துரல் குடியேவ் இந்த ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கினார்.

நூலிழைக்குள் மின்னணுவியல்

ஒளியை உருவாக்கும் கூறுகளையும் தொடு உணரிகளையும் கொண்ட இழைகளால் ஸ்லீவின் திரை உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு பல அடுக்கு நூலிழையும் சுமார் 1 மில்லிமீட்டர் தடிமன் கொண்டது; 10 மீட்டர் நீளமுள்ள நூலிழையை உருவாக்கியதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். 54 என்ற எண்ணிக்கை, ஸ்லீவில் பயன்படுத்தப்பட்ட பிக்சல் இழைகளின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது; அவற்றின் தடிமனைக் குறிக்கவில்லை.

கிராஃபிக்கல் பயனர் இடைமுகத்தின் அடிப்படை கூறுகளை, அதாவது சாதனத்துடன் தொடர்புகொள்ள மக்கள் பயன்படுத்தும் காட்சிக் கட்டுப்பாடுகளை, இழை வடிவில் உருவாக்கியதே இந்த முன்னேற்றத்துக்கு அடிப்படை என்று குடியேவ் கூறினார். குறுகிய நூலிழை வழியாகப் பெருமளவிலான மின்னணு கூறுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் எவ்வாறு இணைத்தனர் என்பதை அவர் விளக்கினார்:

இந்த வரம்பை ஒரு புதிய இணைப்பு கட்டமைப்பின் மூலம் தாண்டினோம். இதனால் ஆயிரக்கணக்கான நுண்மின்னணு சாதனங்களை ஒரு இழையின் வழியே ஒருங்கிணைத்து ஒன்றோடொன்று இணைக்க முடிகிறது.

இதன் மூலம் திரையும் அதன் கட்டுப்பாடுகளும் ஆடையின் பொருளிலேயே இடம்பெறுகின்றன. அணிபவர் தகவலைப் பார்க்கவும், அதனுடன் தொடர்புகொள்ள அதே துணி மேற்பரப்பை அழுத்தவும் முடியும்.

ஆயிரக்கணக்கான சில்லுகள் ஓர் இழைக்குள் எவ்வாறு பொருந்துகின்றன?

சிறிய மின்காப்புக் கம்பிகளின் வழியே மின் இணைப்புகளை உருவாக்கும் நிரலாக்கக்கூடிய முறையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதலில் உருவாக்கினர். லேசர் மூலம் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட இடங்களில் கம்பிகளின் மேற்பரப்பை வெளிப்படுத்தி, தனித்தனி நுண்சில்லுகளை இணைக்கக்கூடிய பகுதிகளை உருவாக்குகின்றனர்.

மின்னணுக் கூறுகளை இணைக்கப் பயன்படும் உலோகமான உருகிய பற்றவைப்புப் பொருள், பின்னர் அந்த வெளிப்படுத்தப்பட்ட இடங்களுக்கு வழிநடத்தப்படுகிறது. திரவப் பற்றவைப்புப் பொருள் மேற்பரப்புகளில் எவ்வாறு பரவுகிறது என்பதைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், அது விரும்பிய இடங்களில் ஒட்டுமாறு குழு செய்கிறது. இந்த முறையில் 20,000-க்கும் மேற்பட்ட மின் இணைப்புகள் வழியாக 5,000-க்கும் அதிகமான சில்லுகள் இணைக்கப்பட்டன.

பின்னர், வெப்ப இழுவைச் செயல்முறை மூலம் இணைக்கப்பட்ட டிஜிட்டல் LED பட்டை பல அடுக்கு இழைக்குள் பொருத்தப்படுகிறது. இதன் மூலம் ஒளியைக் காட்டுவதற்கும் தொடுதலைக் கண்டறிவதற்கும் தனித்தனி அடுக்குகளைக் கொண்ட நூலிழை உருவாகிறது; இந்த அடுக்குகள் அதன் நீளம் முழுவதும் ஒன்றாக அமைக்கப்படுகின்றன.

தொடு உணர்வு அடுக்கு LED-களுக்குக் கீழே அமைந்துள்ளது. இழையை அழுத்தும்போது மின்சுற்று நிறைவடைகிறது; அதன் மூலம் உருவாகும் சமிக்ஞை விரல் பட்ட இடத்தைக் கண்டறிகிறது. பின்னர் அமைப்பு அருகிலுள்ள பிக்சலை ஒளிரச் செய்யும். எளிமையாகச் சொன்னால், இந்த நூலிழை தகவலைக் காட்டுவதோடு, யாராவது அதை அழுத்துவதையும் கண்டறிகிறது.

திரையில் எதைக் காட்ட முடியும்?

ஸ்லீவின் திரைத் தெளிவுத்திறன் 96 × 54 பிக்சல்கள்; அது நொடிக்கு 30 முறை புதுப்பிக்கப்படுகிறது. ஒரு படத்தை உருவாக்கும் சிறிய புள்ளிகளில் ஒன்று பிக்சல்; திரை எத்தனை முறை புதுப்பிக்கப்படுகிறது என்பதைப் புதுப்பிப்பு விகிதம் குறிக்கிறது. நிறத் தகவல் எவ்வாறு குறிப்பிடப்படுகிறது என்பதை அளக்கும் 8-பிட் வண்ண ஆழம் கொண்டதாகத் திரை அமைந்துள்ளது என்று NUS குறிப்பிடுகிறது.

இந்த முன்மாதிரி புகைப்படங்களைக் காட்டவும், நொடிக்கு 30 ஃபிரேம்களில் காணொளியை இயக்கவும் முடியும்; ஒத்திசைக்கப்பட்ட ஒலியுடன் கூடிய காணொளியை நொடிக்கு 25 ஃபிரேம்களில் இயக்கும். புளூடூத் வழியாகப் படங்களையும் பெற முடியும். இதன் மூலம் மற்றொரு சாதனம் காட்சிப் பதிவுகளை வயர்லெஸ் முறையில் ஆடைக்கு அனுப்பலாம்.

நவீன ஸ்மார்ட்போன்களுடன் ஒப்பிடும்போது இதில் மிகக் குறைவான பிக்சல்களே உள்ளன. எனவே புகைப்படங்கள், உரை மற்றும் காணொளியில் காட்டப்படும் விவரங்கள் குறைவாக இருக்கும். நெகிழ்வானதாகவும் அணிய ஏற்றதாகவும் இருக்கும் துணியில், வண்ணத் திரையையும் தொடு கட்டுப்பாடுகளையும் ஒருங்கிணைக்க முடியும் என்பதை நிரூபிப்பதே இதன் தற்போதைய முக்கியத்துவம்.

54 திரை இழைகளில் ஒவ்வொன்றுக்கும் தனித்த கட்டுப்பாட்டுச் சேனல் உள்ளது. ஒரு வரியில் பழுது ஏற்பட்டாலும், அருகிலுள்ள வரிகள் தொடர்ந்து செயல்படலாம். ஒரே நேரத்தில் பல தொடுதல்களையும் இந்த அமைப்பு பதிவு செய்கிறது. ஒரே ஓர் அழுத்தத்தை மட்டும் கண்டறியும் துணிக் கட்டுப்பாட்டை விட இது அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டது.

கணிப்பான், திசைகாட்டி மற்றும் குரல் கட்டுப்பாடுகள்

கூடுதல் மின்னணு இழைகள், படங்களைக் காட்டுவதைத் தாண்டிய செயல்பாடுகளை ஸ்லீவுக்கு வழங்குகின்றன. அவற்றில் ஒலிவாங்கி, ஒலிபெருக்கி மற்றும் அசைவு, காந்த வடக்கு, வெப்பநிலை, சுற்றுப்புற ஒளிர்வு ஆகியவற்றைக் கண்டறியும் உணரிகள் உள்ளன.

இந்தக் கூறுகள் அனைத்தும் இணைந்து, கணிப்பானைச் செயல்படுத்தவும், புகைப்படத் தொகுப்பைக் காட்டவும், திசைகாட்டியாகப் பயன்படுத்தவும், குரல் கட்டளைகளுக்கு பதிலளிக்கவும் முன்மாதிரிக்கு உதவுகின்றன. அசைவு மற்றும் ஒளி உணர்வின் மூலம் திரையைத் தானாகச் சுழற்றவும் அதன் ஒளிர்வைச் சரிசெய்யவும் முடியும்.

இந்தச் செயல்பாடுகள் ஆரம்பகால ஸ்மார்ட்போன்களில் இருந்த சில அம்சங்களைப் போலவே உள்ளன; ஆனால் அவை உறுதியான ஒரே திரட்டுப் பலகையில் குவிக்கப்படாமல் நூலிழைகள் வழியாகப் பகிர்ந்தமைக்கப்பட்டுள்ளன. அணிபவர் ஸ்லீவிலேயே திசையைப் பார்க்கலாம், வந்த படத்தைப் பார்வையிடலாம் அல்லது எளிய கட்டுப்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

வெப்பநிலை உணர்வு முன்கைத் திரையைத் தாண்டியும் செயல்படுகிறது. வெப்பநிலை உணரும் இழையை அக்குளின் கீழ் வைத்தால், ஆடை உடல் வெப்பநிலையை அளந்து, திரையில் முடிவைக் காட்டும். ஆகவே உணரியும் திரையும் ஆடையின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் அமைந்திருந்தாலும் இணைந்து செயல்படலாம்.

துவைத்தல் மற்றும் வளைத்தல் சோதனைகளில் என்ன நடந்தது?

வழக்கமான சலவை இயந்திரத்தில் சலவைத் தூளுடன் ஆடை 50 முறை துவைக்கப்பட்டது. அதன் பிறகும் ஒளி வெளியீடும் தொடு பதிலும் ஏறத்தாழ மாறாமல் இருந்ததாக NUS கூறுகிறது. இந்த இரண்டு அளவீடுகளும் திரை தொடர்ந்து ஒளியை உருவாக்குகிறதா, பயனரின் உள்ளீட்டைத் தொடர்ந்து கண்டறிகிறதா என்பதை மதிப்பிடுகின்றன.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் துணியை 5 மில்லிமீட்டர் ஆரமுள்ள வளைவில் 1,000 முறை வளைத்தும் சோதித்தனர். அப்போதும் திரை மற்றும் தொடு செயல்திறனில் சிறிய மாற்றமே இருந்தது. அணிபவர் கையை நீட்டும்போதும், கையைத் திருப்பும்போதும் அல்லது ஆடையை மடிக்கும்போதும் ஸ்லீவ் மீண்டும் மீண்டும் அசைய வேண்டியிருப்பதால் வளைதல் சோதனை முக்கியமானது.

முடிக்கப்பட்ட திரை பருத்தி, பாலியஸ்டர் மற்றும் டெனிம் துணிகளைப் போலவே காற்றோட்டத் தன்மை கொண்டுள்ளதாக NUS கூறுகிறது. ஆடையின் வழியே காற்றும் ஈரப்பதமும் செல்ல அனுமதிப்பதே காற்றோட்டத் தன்மை. இதனால் மின்னணுக் கூறுகள் நிறைந்த துணியும் அணிய ஏற்றதாக இருக்கக்கூடும்.

தோலுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது நிறுவப்பட்ட பாதுகாப்பு வரம்புகளுக்குள் திரை செயல்படுவதாகவும் பல்கலைக்கழகம் கூறுகிறது. துவைத்தல், வளைத்தல், காற்றோட்டம் மற்றும் பாதுகாப்பு தொடர்பான முடிவுகள், மின்னணுவியல் செயல்படுவதை உறுதிசெய்வதுடன், அன்றாட ஆடைகள் எதிர்கொள்ளும் பல நடைமுறைத் தேவைகளையும் கருத்தில் கொள்கின்றன.

சுகாதாரப் பராமரிப்பு ஏன் இலக்காக உள்ளது?

உணரிகள், திரைகள் மற்றும் கட்டுப்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கும் ஆடைகளுக்குச் சுகாதாரப் பராமரிப்பு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய பயன்பாடு என்று குடியேவ் குறிப்பிட்டார். உடல் வெப்பநிலையை அளந்து, அதை ஆடையிலேயே அணிபவர் நேரடியாகப் பார்க்கும் வசதியை இந்த முன்மாதிரி ஏற்கெனவே ஒருங்கிணைக்கிறது.

உடல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைச் சார்ந்த அளவீடுகளான உடலியல் தகவல்களை ஆடை சேகரித்து, துணியின் வழியே அந்தத் தகவலை அணிபவர் அணுகக்கூடிய பரந்த சாத்தியத்தை அவர் விவரித்தார்:

இழை அடிப்படையிலான உணரிகள் மூலம் ஓர் ஆடை தொடர்ந்து உடலியல் தகவல்களைச் சேகரித்து, அந்தத் தகவலை அணிபவர் தனது ஆடையின் வழியே நேரடியாக அணுகவும் அதனுடன் தொடர்புகொள்ளவும் அனுமதிக்கலாம். செயற்கை நுண்ணறிவுடன் (AI) இணைக்கும்போது, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட சுகாதாரக் கண்காணிப்பு, கருத்தளிப்பு மற்றும் உதவியை இது சாத்தியமாக்கும்.

அளவீட்டையும் தகவலை அணுகுவதையும் இணைப்பதே இதன் நடைமுறைப் பயன். ஆடையின் வேறொரு பகுதியில் உள்ள உணரி அளவீட்டைப் பெறலாம்; ஸ்லீவ் அதைச் சரிபார்க்கத் தெளிவாகத் தெரியக்கூடிய இடத்தையும் தகவலைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான தொடு மேற்பரப்பையும் வழங்கலாம்.

தொடர்ச்சியான கண்காணிப்பு, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட உதவி மற்றும் பிற சுகாதாரச் செயல்பாடுகள் ஆகியவை மேம்பாட்டுக்கான இலக்குகள். இதுவரை விவரிக்கப்பட்டுள்ள ஆய்வு, உணர்தல், காட்சிப்படுத்தல் மற்றும் தொடர்பாடல் ஆகியவற்றை ஒரே துணித் தளத்தில் எவ்வாறு இணைக்கலாம் என்பதை விளக்கும் முன்மாதிரியை மையமாகக் கொண்டுள்ளது.

மேம்பட்ட திரைகளும் வழக்கமான துணி இயந்திரங்களும்

அதிகத் தெளிவுத்திறன், மேலும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட உணர்தல் மற்றும் சாதனத்திலேயே இயங்கும் செயற்கை நுண்ணறிவு ஆகியவற்றை மேம்படுத்த NUS குழு திட்டமிட்டுள்ளது. தகவல்களை உள்ளூரிலேயே செயலாக்குவதன் மூலம், துணி அமைப்பு சில பணிகளைத் தனது மின்னணுக் கூறுகளுக்குள்ளேயே கையாள முடியும்.

பல்கலைக்கழகத்தின்படி, சிறிய நுண்சில்லுகளும் மெல்லிய இழைகளும் அதிகத் தெளிவும் பெரிய அளவும் கொண்ட திரைகளை உருவாக்க வழிவகுக்கும். ஒளி உமிழும் கூறுகளை இன்னும் நெருக்கமாக அமைப்பதால், திரை நுணுக்கமான விவரங்களைக் காட்ட முடியும். இதன் மூலம் தற்போதைய முன்மாதிரியின் முக்கிய வரம்புகளில் ஒன்று சரிசெய்யப்படும்.

உற்பத்திக்கு, இழைகளின் வழியே கூறுகள் அமைக்கப்படும் விதமும் முக்கியம். மெல்லிய வடிவங்களை வழக்கமான தொழில்துறை இயந்திரங்களைக் கொண்டு பின்னவும், நெய்யவும், எம்பிராய்டரி செய்யவும் முடியும் என்று NUS கூறுகிறது. இதன் மூலம் மின்னணு இழைத் தொழில்நுட்பத்தை ஆடை தயாரிக்க ஏற்கெனவே பயன்படுத்தப்படும் முறைகளுடன் இணைக்கலாம்.

சுகாதாரக் குறியீடுகளைக் கண்காணிப்பதற்கும் தொடுதல் மூலம் கருத்தளிப்பை வழங்குவதற்கும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம் என்றும் குழு கருதுகிறது. இது தகவலைக் காட்டுவதைத் தாண்டி, அணிபவரை உணர்ந்து ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட வழிகளில் தகவல்தொடர்பு செய்யும் வகையில் ஆடையின் பங்கை விரிவுபடுத்தும்.

செயல்படும் ஸ்லீவிலிருந்து விற்பனைக்கான ஆடை வரை

வண்ணத் திரை, பல தொடு உள்ளீடுகள், வயர்லெஸ் படப் பெறுதல், ஒலி மற்றும் சுற்றுச்சூழல் உணர்தல் எனப் பல செயல்பாடுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரே ஆடையில் ஒருங்கிணைத்துள்ளனர். மீண்டும் மீண்டும் துவைத்தும் வளைத்தும் ஸ்லீவ் தொடர்ந்து செயல்படுவதால், நீடித்துழைப்பு சோதனைகள் நடைமுறை முக்கியத்துவத்தையும் சேர்க்கின்றன.

வணிக ரீதியான வெளியீட்டுத் தேதியோ விலையோ அறிவிக்கப்படவில்லை. பட விவரங்களை மேம்படுத்துவதிலும், உணர்தலையும் செயற்கை நுண்ணறிவையும் இன்னும் நெருக்கமாக ஒருங்கிணைப்பதிலும் அடுத்தகட்டப் பணிகள் கவனம் செலுத்தும் என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. தொடுதிரை ஆடைகள் கடைகளுக்கு வரும் தேதியை நிர்ணயிப்பது அவற்றின் நோக்கம் அல்ல.

இந்தச் செயல்பாடுகள் அனைத்தும் துணியில் பகிர்ந்து அமைந்திருப்பதே முன்மாதிரியின் மிகவும் பயனுள்ள முன்னேற்றம். ஆடையின் ஒரு பகுதியில் அளவீடு பெறப்பட்டு, மற்றொரு பகுதியில் காட்டப்பட்டு, விரல் அழுத்தத்தின் மூலம் தேர்ந்தெடுக்கப்படலாம்; அதேவேளை பொருள் வளைந்து, காற்றையும் செல்ல அனுமதிக்கிறது. இந்தக் கலவையே ஆராய்ச்சியாளர்கள் மேலும் மேம்படுத்துவதற்கான உறுதியான தளத்தை வழங்குகிறது.

முக்கிய அம்சங்கள்

• NUS ஆராய்ச்சியாளர்கள் 54 மின்னணு இழைகளை ஒரு ஸ்லீவில் ஒருங்கிணைத்து, 5,184 பிக்சல்கள் கொண்ட வண்ணத் தொடுதிரையை உருவாக்கினர்.
• திரை 168 மில்லிமீட்டர் நீளமும் 105 மில்லிமீட்டர் அகலமும் கொண்டது; பல தொடுதல்களை ஆதரித்து, நொடிக்கு 30 முறை புதுப்பிக்கப்படுகிறது.
• இந்த முன்மாதிரி காணொளியை இயக்குகிறது, கணிப்பானைச் செயல்படுத்துகிறது, புளூடூத் மூலம் படங்களைப் பெறுகிறது, உடல் வெப்பநிலையைக் காட்டுகிறது.
• இயந்திரத்தில் 50 முறை துவைத்தும், இறுக்கமான வளைவில் 1,000 முறை வளைத்தும் ஒளி வெளியீடும் தொடு பதிலும் ஏறத்தாழ மாறாமல் இருந்தன.
• மேம்பட்ட திரைகள், மேலும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட உணர்தல் மற்றும் துணி அமைப்புக்குள் இயங்கும் செயற்கை நுண்ணறிவு ஆகியவற்றை உருவாக்கக் குழு திட்டமிட்டுள்ளது.
• வணிக ரீதியான வெளியீட்டுத் தேதியோ விலையோ அறிவிக்கப்படவில்லை.