Добавить новость
ru24.net
News in English
Март
2022

A fabric that “hears” your heartbeat

0

Having trouble hearing? Just turn up your shirt. That’s the idea behind a new “acoustic fabric” developed by engineers at MIT and collaborators at Rhode Island School of Design.

The team has designed a fabric that works like a microphone, converting sound first into mechanical vibrations, then into electrical signals, similarly to how our ears hear.

All fabrics vibrate in response to audible sounds, though these vibrations are on the scale of nanometers — far too small to ordinarily be sensed. To capture these imperceptible signals, the researchers created a flexible fiber that, when woven into a fabric, bends with the fabric like seaweed on the ocean’s surface.

The fiber is designed from a “piezoelectric” material that produces an electrical signal when bent or mechanically deformed, providing a means for the fabric to convert sound vibrations into electrical signals.

The fabric can capture sounds ranging in decibel from a quiet library to heavy road traffic, and determine the precise direction of sudden sounds like handclaps. When woven into a shirt’s lining, the fabric can detect a wearer’s subtle heartbeat features. The fibers can also be made to generate sound, such as a recording of spoken words, that another fabric can detect.   

A study detailing the team’s design appears today in Nature. Lead author Wei Yan, who helped develop the fiber as an MIT postdoc, sees many uses for fabrics that hear.

“Wearing an acoustic garment, you might talk through it to answer phone calls and communicate with others,” says Yan, who is now an assistant professor at the Nanyang Technological University in Singapore. “In addition, this fabric can imperceptibly interface with the human skin, enabling wearers to monitor their heart and respiratory condition in a comfortable, continuous, real-time, and long-term manner.”

Yan’s co-authors include Grace Noel, Gabriel Loke, Tural Khudiyev, Juliette Marion, Juliana Cherston, Atharva Sahasrabudhe, Joao Wilbert, Irmandy Wicaksono, and professors John Joannopoulos and Yoel Fink at MIT, along with Anais Missakian and Elizabeth Meiklejohn at Rhode Island School of Design (RISD), Lei Zhu from Case Western Reserve University, Chu Ma from the University of Wisconsin at Madison, and Reed Hoyt of the U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine.

Sound layering

Fabrics are traditionally used to dampen or reduce sound; examples include soundproofing in concert halls and carpeting in our living spaces. But Fink and his team have worked for years to refashion fabric’s conventional roles. They focus on extending properties in materials to make fabrics more functional. In looking for ways to make sound-sensing fabrics, the team took inspiration from the human ear.

Audible sound travels through air as slight pressure waves. When these waves reach our ear, an exquisitely sensitive and complex three-dimensional organ, the tympanic membrane, or eardrum, uses a circular layer of fibers to translate the pressure waves into mechanical vibrations. These vibrations travel through small bones into the inner ear, where the cochlea converts the waves into electrical signals that are sensed and processed by the brain.

Inspired by the human auditory system, the team sought to create a fabric “ear” that would be soft, durable, comfortable, and able to detect sound. Their research led to two important discoveries: Such a fabric would have to incorporate stiff, or “high-modulus,” fibers to effectively convert sound waves into vibrations. And, the team would have to design a fiber that could bend with the fabric and produce an electrical output in the process.

With these guidelines in mind, the team developed a layered block of materials called a preform, made from a piezoelectric layer as well as ingredients to enhance the material’s vibrations in response to sound waves. The resulting preform, about the size of a thick marker, was then heated and pulled like taffy into thin, 40-meter-long fibers.

Lightweight listening

The researchers tested the fiber’s sensitivity to sound by attaching it to a suspended sheet of mylar. They used a laser to measure the vibration of the sheet — and by extension, the fiber — in response to sound played through a nearby speaker. The sound varied in decibel between a quiet library and heavy road traffic. In response, the fiber vibrated and generated an electric current proportional to the sound played.

“This shows that the performance of the fiber on the membrane is comparable to a handheld microphone,” Noel says.

Next, the team wove the fiber with conventional yarns to produce panels of drapable, machine-washable fabric.

“It feels almost like a lightweight jacket — lighter than denim, but heavier than a dress shirt,” says Meiklejohn, who wove the fabric using a standard loom.

She sewed one panel to the back of a shirt, and the team tested the fabric’s sensitivity to directional sound by clapping their hands while standing at various angles to the shirt.

“The fabric was able to detect the angle of the sound to within 1 degree at a distance of 3 meters away,” Noel notes.

The researchers envision that a directional sound-sensing fabric could help those with hearing loss to tune in to a speaker amid noisy surroundings.

The team also stitched a single fiber to a shirt’s inner lining, just over the chest region, and found it accurately detected the heartbeat of a healthy volunteer, along with subtle variations in the heart’s S1 and S2, or “lub-dub” features. In addition to monitoring one’s own heartbeat, Fink sees possibilities for incorporating the acoustic fabric into maternity wear to help monitor a baby’s fetal heartbeat.

Finally, the researchers reversed the fiber’s function to serve not as a sound-detector but as a speaker. They recorded a string of spoken words and fed the recording to the fiber in the form of an applied voltage. The fiber converted the electrical signals to audible vibrations, which a second fiber was able to detect. 

In addition to wearable hearing aids, clothes that communicate, and garments that track vital signs, the team sees applications beyond clothing.

“It can be integrated with spacecraft skin to listen to (accumulating) space dust, or embedded into buildings to detect cracks or strains,” Yan proposes. “It can even be woven into a smart net to monitor fish in the ocean. The fiber is opening widespread opportunities.”

“The learnings of this research offers quite literally a new way for fabrics to listen to our body and to the surrounding environment,” Fink says. “The dedication of our students, postdocs and staff to advancing research which has always marveled me is especially relevant to this work, which was carried out during the pandemic.”

This research was supported in part by the US Army Research Office through the Institute for Soldier Nanotechnologies, National Science Foundation, Sea Grant NOAA.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг


Новая летняя коллекция Khy

Парк "Три вулкана" Группы "Интеррос" задает "зеленые" стандарты качества отечественного туризма

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах

Модные показы и лекции стилистов запланированы на форуме-фестивале «Территория будущего. Москва 2030» в «Зарядье»


Mikel Arteta demands more Arsenal signings as he gives cryptic update on Riccardo Calafiori transfer

Who is Ghetts and what character does the rapper play in Supacell?

Exclusive - Sayantani Ghosh expresses happiness as sets of her show Dahej Daasi shifted close to her home; says 'I've been manifesting this for quite some time now'

Why you should buy physical copies of your favorite books


«БТС СК МОСТ» перешла на кадровый ЭДО с помощью HRlink

Казанский вокзал

Еще один китайский кроссовер планируют собирать в России: что это за модель?

Участок трассы Р-132 Золотое кольцо во Владимирской области отремонтирован на 80 %


Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play

D&D's new 2024 Player's Handbook will have 10 species to choose from including goliaths, and drow will be closer to their Baldur's Gate 3 version

Today's Wordle answer for Saturday, July 20



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Отделение СФР по Москве и Московской области выплатило единовременное пособие при передаче ребенка на воспитание в семью 474 семьям региона

После появления «New Москва» на этом райском острове Богов, Россия открывает там Генеральное Консульство: русских так много, что надо их пересчитать

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала




"Тихий и интеллигентный": подозреваемого в подрыве машины офицера Генштаба задержали в Турции

Генерал ФСБ Михайлов сказал, как пойманный в Турции мог получить взрывчатку

Спецслужбы США обеспокоены угрозой теракта, подобного нападению на «Крокус»

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам


Мончегорск готовится к VIII Фестивалю Искусств «Табуретка»

Прокат электровелосипедов открыли в «Горках Ленинских»

Собаки взяли след пропавшей в Омске московской школьницы

В Москве у мужчины в прямой кишке взорвался газовый баллончик


Рейтинг ATP. Рууд обошел Рублева, Берреттини вернулся в топ-50, Надаль поднялся на 100 строчек

Рафаэль Надаль проиграл в первом финале тура ATP в преддверии своей последней Олимпиады

В России "отдали" Рыбакиной медаль Олимпиады-2024

«Никто не вправе давать советы». Веснина рассказала, почему нужно ехать на Олимпиаду


"Спорт-Экспресс": Маркиньос будет зарабатывать в "Спартаке" €1,4 млн в год

Мончегорск готовится к VIII Фестивалю Искусств «Табуретка»

Почти 460 ям устранили на дорогах Коломны за неделю

Источник 360.ru: у владельца подорванного в Москве авто не было соседей-врагов


Музыкальные новости

Тимати подарил дочери собаку породы мальтипу

Художники Калмыкии представили «Мелодию степи» в Москве

Избалованная дочь Тимати унизила собственную мать: "За секунду ребёнок превращается в демона"

Четыре жены и одна Муза. Новая любовь композитора Зацепина на 60 лет моложе



Первенство Московской области до 17 лет, Пер-во г.Люберцы на призы ЛФТ до 13 лет

Самой перспективной для трудоустройства назвали Амурскую область

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала


Правдивый рассказ про отдых в Дагестане: цены и удобства, страхи и ошибки

30 миллионов тормозных колодок выпустило Новосибирское ЛП Желдорреммаш за свою 80-летнюю историю

"Спартак" после первого тура РПЛ оказался на 15-м месте в турнирной таблице

«С самого начала верил, что с «Флоридой» могу выиграть Кубок Стэнли»


MaxAutoKRD представила обновленный каталог автозапчастей

Машинное отделение. Как проходит фестиваль «Лето в Москве. Все на улицу!»

Саперы готовят робота для проверки машины на месте взрыва на севере Москвы

Заложивший взрывчатку в машину военного в Москве мог приехать на такси


Песков прокомментировал новость о подрыве автомобиля в Москве

Путин поручил правительству РФ заняться переездом госкомпаний в регионы

Госкомпаниям запланировали переезд // Штаб-квартиры каких корпораций могут покинуть Москву

Путин предложил подумать о перемещении госкомпаний из Москвы в регионы


Свыше 1,5 тыс. случаев коронавируса выявили в городе за неделю




Сергей Собянин: Научные команды медицинских организаций получат поддержку

Ученые из РАН сообщили о магнитных бурях 24 июля

Врач-стоматолог Татьяна Сумцова: почему могут появиться трещины на зубах и как с этим бороться

Отечественная бустерная вакцина от туберкулеза "ГамТБвак" может появиться в середине 2025 года


Снос усадьбы Зеленских в Киеве: совладельцу здания избрали меру пресечения

Вместо того, чтобы проголосовать закон о сохранении культурного наследия, "кнопки" от "слуг" имитируют обсуждение на ТСК против Киева, – Береза

Туск заявил, что Зеленский жаловался на Орбана

Time: в Киеве опасаются «перезагрузки» отношений США и РФ при Трампе


Нижегородская шахматистка Екатерина Гольцева завоевала три «золота» на турнирах международного форума

Благотворительный забег «Без Границ» объединит звёзд эстрады и спорта в Москве

Концерн РУСИЧ поддержал спортивный пляжный фестиваль «Тихофест»

Чем заняться в Москве, Петербурге и Нижнем Новгороде 25–31 июля: неделя со «Снобом»


Глава Амурской области Василий Орлов встретился с Президентом Беларуси Александром Лукашенко

Торговый дом Беларуси предложили создать в Амурской области

На поле под Минском заметили Лукашенко

“Генерал КГБ”: Лукашенко сломается только в случае невиданного массивного коллапса



Собянин: 19 москвичей победили во Всероссийском конкурсе «Большая перемена»

Собянин: школьники из Москвы стали победителями всероссийского конкурса

Собянин: Москва поддержит проведение премии в области будущих технологий «Вызов»

Сергей Собянин. Неделя мэра


Московский нефтеперерабатывающий завод расширяет карьерные возможности студентов

На линии огня. Московские спасатели борются с пожарами по всей России

«Кинобус ПроЭко» разоблачает экологические мифы на VII Слете координаторов Чистых игр

Компании из Саранска, Москвы и Оренбурга: стали известны подрядчики, которые будут строить микрорайон «Звездный» в Орске для людей, пострадавших от наводнения


Банки в России с 25 июля обяжут приостанавливать переводы по ряду причин

«Красота и правильность»: как в Казани проходит конкурс чтецов Корана стран БРИКС

В Москве у мужчины в прямой кишке взорвался газовый баллончик

Дожди и ветер с порывами до 15 м/с ожидается в столице 25 июля


Сергей Собянин. Неделя мэра

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

Сергей Собянин. Главное за день

Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке


Игра-викторина «Хорошо, когда есть рядом верный, бескорыстный друг!» к Международному дню дружбы

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе

Выставка-реклама «Галерея книжных новинок»

Выставка-признание «Жизнь как струна».


Источник 360.ru: у владельца подорванного в Москве авто не было соседей-врагов

Мончегорск готовится к VIII Фестивалю Искусств «Табуретка»

«Красота и правильность»: как в Казани проходит конкурс чтецов Корана стран БРИКС

Приставы передали на ответственное хранение московский бизнес-центр Хотина «ЗИЛ»












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Елена Веснина

«Никто не вправе давать советы». Веснина рассказала, почему нужно ехать на Олимпиаду






ϹШA нaвяɜывaют Ροccии cxвaтκу ɜa Apмeнию

Мончегорск готовится к VIII Фестивалю Искусств «Табуретка»

Почти 460 ям устранили на дорогах Коломны за неделю

Банки в России с 25 июля обяжут приостанавливать переводы по ряду причин