Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han llevado la pantalla táctil a la ropa: la han tejido en la manga de un jersey. Muestra fotos y vídeos, funciona como calculadora o brújula, responde a la voz y, según sus creadores, sigue funcionando después de 50 lavados en lavadora.
La universidad la presenta como la primera pantalla táctil integrada en una prenda. El estudio se publicó el 21 de octubre en la revista Nature.
Casi toda la electrónica que llevamos encima va en accesorios rígidos, como el reloj inteligente. Aquí la pantalla táctil es textil: está en el propio hilo de la ropa.
El trabajo lo dirige Tural Khudiyev, profesor ayudante de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la NUS, con un equipo en el que están el doctorando Heng Fu, primer firmante del estudio, Ziang Li y Swetika Chaturvedi.
Un hilo que es píxel y botón a la vez
La clave es una fibra electrónica de un milímetro de grosor y diez metros de largo. Cada una hace dos trabajos: lleva una hilera de LED que funcionan como píxeles y, debajo, una capa que detecta la presión del dedo.
Al pulsar la fibra, se cierra un circuito, el sistema sabe dónde ha caído el dedo y se ilumina el píxel más cercano. Cada fibra tiene su propio canal de control, así que, si una falla, las demás siguen funcionando. La manga, además, detecta varios toques a la vez.
Fabricar esa fibra exigía resolver un problema de forma. «Una fibra tiene una geometría unidimensional y con simetría axial, lo que hace difícil construir circuitos complejos con enfoques desarrollados para la electrónica bidimensional convencional», explica Khudiyev. Lo resolvieron con una nueva arquitectura de interconexión.
Un láser deja al descubierto, en unos cables aislados diminutos, los puntos exactos donde va cada chip, y un control de la mojabilidad de la superficie guía la soldadura fundida para que se adhiera solo en esos puntos. Después, mediante estirado térmico, todo queda dentro de una fibra de varias capas.
En total, el prototipo reúne más de 5.000 chips y más de 20.000 conexiones eléctricas.
Qué puede hacer esta ropa con pantalla táctil
El prototipo entreteje 54 de estas fibras, con 96 LED cada una, en el antebrazo de una manga. El resultado es una pantalla de 96 por 54 píxeles y 168 por 105 milímetros, con color de 8 bits y 30 imágenes por segundo, que bajan a 25 cuando el vídeo lleva sonido.
Otras fibras incorporan un micrófono, un altavoz y sensores que registran el movimiento, localizan el norte magnético y miden la temperatura y la luz ambiental.
Con ellas, la manga ejecuta una calculadora, una galería de fotos, un reproductor de vídeo y una brújula, responde a órdenes de voz y recibe imágenes por Bluetooth. También gira la imagen, ajusta el brillo automáticamente y, con una fibra bajo el brazo, muestra la temperatura corporal.
Vídeo «Introducing the Garment GUI!», publicado por la Universidad Nacional de Singapur.
Según el equipo, la luz y la respuesta táctil apenas cambiaron tras 50 lavados con detergente en una lavadora corriente y tras 1.000 dobleces con un radio de 5 milímetros.
Añaden que la tela transpira de forma comparable al algodón, el poliéster o la tela vaquera, y que los materiales están dentro de los límites de seguridad para el contacto con la piel.
Todavía lejos del móvil
Por ahora, la pantalla está muy lejos de la de un teléfono. Shanshan Yao, profesora ayudante del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Stony Brook, que firma un artículo sobre el estudio en Nature, señala que las funciones interactivas demostradas son «relativamente sencillas», comparables a las de las primeras generaciones de móviles y tabletas, según recoge The Register.
El prototipo tampoco es autónomo: depende de circuitos de control externos conectados por cables y de baterías externas. Para Yao, el siguiente paso es integrar mejor esa electrónica en la prenda y explorar hilos que generen energía a partir del calor corporal o del movimiento.
Aun así, cree que el principal avance está en integrar las funciones directamente en la fibra. Si esas fibras resultan compatibles con las máquinas industriales de tejer, tricotar y bordar, permitirían, según Yao, fabricar textiles electrónicos multifunción «de casi cualquier forma o tamaño».
No es la primera tela que se ilumina. En 2021, un equipo de la Universidad Fudan dirigido por Huisheng Peng presentó, también en Nature, un tejido-pantalla de 6 metros de largo y 25 centímetros de ancho con el que mostraron un mapa de navegación y enviaron mensajes a un móvil por Bluetooth.
La novedad que reivindica el grupo de Singapur es que cada fibra es a la vez píxel y sensor táctil.
Ropa que mide, muestra y piensa
Khudiyev llega a este trabajo desde el Laboratorio de Investigación en Electrónica del MIT, donde fue investigador posdoctoral y firmó un estudio sobre fibras con electrónica digital capaces de ejecutar inferencia de aprendizaje automático en un tejido.
Ahora ve en la salud una de las aplicaciones más prometedoras. Según explica, una prenda «podría recoger de forma continua información fisiológica mediante sensores en las fibras», y combinarla con IA permitiría un seguimiento de la salud personalizado.
Es la misma línea que siguen otros dispositivos, como un sensor portátil con IA que detecta patrones de respiración, aunque aquí el sensor sería la propia ropa.
Los próximos pasos del equipo son más resolución, más sensores e IA ejecutada en el propio tejido, para reunir pantalla, tacto, sensores e inteligencia en una misma plataforma textil. Chips más pequeños y fibras más finas abrirían el camino a pantallas más nítidas y más grandes, y esas fibras más finas podrían tejerse, tricotarse y bordarse con máquinas industriales estándar.
Khudiyev lo compara con los primeros teléfonos inteligentes, que permitieron aplicaciones difíciles de imaginar cuando aparecieron. Cree que estas interfaces en la ropa podrían acabar dando lugar a «aplicaciones completamente nuevas que todavía no existen».
Por ahora es un prototipo de laboratorio, sin precio ni fecha de llegada al mercado.
La fotografía de representación de este artículo pertenece a la Universidad Nacional de Singapur.
