실리콘은 잊어버리세요. 이 컴퓨터는 천으로 만들어졌습니다.

소피아 첸

Dan Preston은 훌륭하고 별다른 특징이 없는 버튼업 셔츠를 입고 우리의 화상 통화에 로그인했습니다. 그의 개인적인 스타일은 전통적인 것에 치우칠 수도 있지만, 라이스 대학의 기계 엔지니어가 그의 창의적이고 새로운 패션 디자인에 대해 이야기하기 위해 왔습니다. 그의 팀은 전자 장치 없이 논리를 수행하는 반짝이는 검은색 재킷을 만들었습니다. 구체적으로 재킷은 버튼을 누르면 자체 후드를 올리고 내릴 수 있으며, 후드 상태를 저장하는 간단한 1비트 메모리가 포함되어 있습니다. 또는 Preston이 말했듯이 이는 "섬유 기반 장치의 비전자적 내구성 논리"입니다.

여기서 우리는 이 디자인의 야생성을 강조해야 합니다. 후드티에는 Arduino나 반도체 칩이 포함되어 있지 않습니다. 배터리가 없습니다. Preston과 그의 팀은 상업용 나일론 태피터 천 조각을 잘라서 함께 접착하여 명함 크기의 절반 정도 되는 풍선 파우치를 만들었습니다. 파우치를 작고 부드러운 튜브로 연결하여 재킷에 내장했습니다. 재킷의 버튼을 누르면 이산화탄소 용기에서 파우치를 통과하는 공기의 흐름이 제어됩니다. 파우치는 접히고 펼쳐서 후드의 에어백을 팽창시키거나 수축시켜 에어백을 오르락내리락하게 만드는 꼬임을 형성합니다.

언뜻 보면 재킷은 컴퓨터라기보다는 자전거 타이어처럼 보입니다. 그러나 재킷에 있는 공기로 채워진 파우치는 전자 트랜지스터와 유사하다고 Preston은 말합니다. 전자 회로에서 트랜지스터는 회로의 전압을 기반으로 전자의 흐름, 즉 전류를 제어합니다. “우리는 전압을 압력으로 대체하고 전류를 유체의 흐름(이 경우 공기)으로 대체하고 있습니다.”라고 그는 말합니다.

예를 들어, 팀은 공중 기반 NOT 게이트를 만들었습니다. 전자 회로에서 NOT 게이트는 일부 입력(예: 높은 전압에 해당하는 1)을 수신하고 이를 0, 즉 낮은 전압으로 변경합니다. 후드티의 경우 파우치로 들어가는 공기의 압력이 높을 수 있으며, 파우치는 이를 낮은 압력으로 변환하거나 그 반대로 변환할 수 있습니다. 이 기술은 적들이 전자기 펄스를 사용하여 간섭할 수 없기 때문에 엔지니어들이 공중 기반 논리 장치를 설계했던 냉전 시대 방어 애플리케이션에서 유래되었습니다.

이번 작업에는 참여하지 않았지만 위스콘신 매디슨 대학교의 기계 엔지니어인 마이클 웨너(Michael Wehner)는 “사람들이 웨어러블 분야의 최첨단 기술을 뛰어넘어 급진적으로 발전하는 모습을 보게 되어 정말 기쁩니다.”라고 말했습니다. 팀이 공압 논리라고도 알려진 직물 및 공기 기반 논리를 사용하는 방식은 특히 참신합니다. Fitbit 및 Apple Watch와 같은 웨어러블 기기는 일반적으로 "전통적인 장치를 적당히 적용한 것"이라고 Wehner는 말합니다.

재킷은 고무, 실리콘 또는 직물과 같은 유연한 재료로 만들어진 자동화되고 프로그래밍 가능한 기계인 "소프트 로봇" 범주에 속합니다. 최근 몇 년 동안 연구자들은 잠재적으로 인간과 함께 작업할 수 있는 소프트 로봇을 설계하기 시작했습니다. 일반적으로 단단한 금속에 비해 정밀도가 떨어지지만 촉감이 더 부드럽습니다. Wehner는 "일을 하고 있는데 [단단한] 로봇이 당신을 때리면 운이 좋으면 병원에 갑니다."라고 말합니다. “부드러운 로봇, 즉 커다란 에어백이 당신을 때리면 모두가 웃으며 즐거운 시간을 보냅니다.”

즉, 소프트 로봇은 일상적인 인간 활동에 보다 쉽고 안전하게 통합되어야 합니다. Preston의 논리 요소는 직물로 만들어지기 때문에 지능형 재킷은 전자 제품이나 기타 단단한 구성 요소로 채워진 코트보다 일반 재킷처럼 느껴집니다. 작업에 참여하지 않은 애리조나 주립 대학의 기계 엔지니어 Wenlong Zhang은 "인간이 적응하기가 매우 쉽고 이상한 옷을 입고 있다는 느낌을 받지 않는 것이 매우 쉽습니다"라고 말했습니다.

또한 패브릭 컴퓨터는 반도체 기반 컴퓨터보다 탄력성이 뛰어납니다. 재킷의 견고성을 테스트하기 위해 팀은 여러 개의 패브릭 파우치로 만든 구성 요소를 메쉬 백에 넣고 세탁기에 20번 돌렸습니다. 그들은 또한 2002년형 Toyota Tacoma 픽업 트럭을 가지고 시험해 보았습니다. Preston은 "전통적인 의류가 일생 동안 극한 상황을 겪게 될 것이라고 예상할 수 있습니다"라고 말했습니다. 파우치는 여전히 작동했습니다. Apple Watch에 그런 작업을 한다고 상상해 보세요.