محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر در طرحی پژوهشی، با مدل‌سازی تاثیر تغییر شکل خمشی بر کارآیی آنتن قابل پوشش در لباس‌های هوشمند، گام مهمی در جهت افزایش دقت عملکرد منسوجات هوشمند برداشته‌اند. به گزارش خبرگزاری مهر، حمیدرضا سنجری، محقق طرح پژوهشی «تحلیل و مدل‌سازی اثر تغییر شکل خمشی بر کارآیی آنتن میکرواستریپ قابل پوشش» اظهار کرد: سامانه‌های هوشمند، واقعیت غیرقابل انکار جهان امروز ما است و منسوجات هوشمند محصول گسترش پیوسته این روند هوشمندسازی است.

وی افزود: در این میان از آنتن‌های قابل پوشش برای تامین نیاز به برقراری ارتباطات راه دور منسوجات هوشمند بهره برده می‌شود و آنتن‌های میکرواستریپ به علت ساختار مسطح و وزن و حجم کم، بهترین گزینه برای پوشش این نیاز هستند. سنجری با بیان اینکه منسوجات هوشمند، مجموعه‌ای هستند که باید چند ویژگی داشته باشند، بیان کرد: این منسوجات باید بتوانند محیط پیرامون را حس کنند و به عبارت دیگر مانند یک حسگر عمل کنند. همچنین منسوجات هوشمند باید قادر باشند نسبت به آنچه حس کرده، واکنش نشان دهند.

وی با اشاره به سومین ویژگی منسوجات هوشمند عنوان کرد: این منسوجات باید قابلیت تبادل اطلاعات را داشته باشند؛ به عنوان مثال، اطلاعات را به یک مرکز که توانایی پردازش داده‌ها را دارد، ارسال کنند. وی خاطرنشان کرد: ما در این طرح پژوهشی بر سومین ویژگی متمرکز شدیم، مثلا منسوج یا لباس هوشمند، علائم حیاتی بدن انسان مانند ضربان قلب یا میزان تنفس را حس کرده و اطلاعات آن را به یک مرکز پزشکی که ممکن است کیلومترها دورتر باشد، ارسال می‌کند؛ در ادامه این مرکز تشخیص می‌دهد که فرد در آستانه یک حمله قلبی قرار دارد و بلافاصله دستور رهاسازی یک داروی خاص را به لباس بیمار ارسال می‌کند.

سنجری یادآور شد: در حالت عادی، فرد به عنوان یک بیمار قلبی باید در بیمارستان بستری باشد و پرستار با استفاده از دستگاه‌های مختلف، عارضه را تشخیص و تجویزهای لازم را ارائه دهد؛ ولی با استفاده از لباس هوشمند، انگار که بیمار از بیمارستان ترخیص شده و به دستورات پزشکی عمل می‌کند. وی با بیان اینکه یکی دیگر از ویژگی‌های منسوجات هوشمند این است که خود بتواند اطلاعات را پردازش کند، تصریح کرد: البته هر منسوج و لباسی الزاما نباید همه این ویژگی‌ها را با هم داشته باشد و داشتن یکی از آنها کافی است تا به آن منسوج، عنوان هوشمند را اطلاق کنیم.

سنجری با توضیح اینکه آنتن‌ها به‌طور کلی، قابلیت ارسال و دریافت امواج رادیویی را دارا هستند، گفت: با توجه به همین خاصیت، در پروژه خود، یک آنتن «میکرواستریپ پارچه‌ای» ساختیم و آن را در لباس قرار دادیم و از آنجا که لباس پس از پوشیدن، به‌طور طبیعی تغییر شکل می‌دهد، ما در این طرح تحقیقاتی، اثر خم شدن آنتن پارچه‌ای را از طریق شبیه‌سازی و مدل‌سازی بررسی کردیم.به گفته وی، در این پژوهش، اثر تغییر شکل خمشی استوانه‌ای که یکی از محتمل‌ترین انواع تغییر شکل در آنتن‌های قابل پوشش است روی دو ویژگی مهم آنتن‌ها شامل بسامد تشدید و الگوی تابش، بررسی شده است. این آنتن‌های قابل پوشش شامل ترکیبی از سه نوع پارچه تاری – پودی رسانا و سه نوع منسوج بی‌بافت به‌عنوان بستر آنتن که به روش لایه‌گذاری تهیه شده، طراحی شده است.سنجری بیان کرد: در این تحقیق همچنین مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌های تجربی، مدل‌سازی تحلیلی، شبیه‌سازی الکترومغناطیسی و شبیه‌سازی چندفیزیکی نیز در این راستا به‌کار گرفته شد.

سنجری درباره نتایج این طرح تحقیقاتی گفت: نتایج به دست آمده از این طرح نشان داد که خمش، روی کارآیی آنتن تاثیر می‌گذارد و این تاثیر به جهت خم شدن و همچنین ویژگی‌های مکانیکی اجزای سازنده آنتن بستگی دارد.وی اضافه کرد: مجموع تحلیل‌های انجام شده نشان می‌دهد که خم شدن در جهت طول تشدیدی به علت کشیده شدن پچ منجر به کاهش بسامد تشدید آنتن قابل پوشش می‌شود، به علاوه خمش آنتن با فشرده شدن بستر و چروک خوردن پارچه صفحه زمین همراه بوده که شدت این اثرها به کشسانی اجزای آنتن، ضخامت بستر و شعاع خمش وابسته است. به گفته سنجری، برای بسترهای ضخیم‌تر و در شعاع‌های خمش کمتر این اثرها منجر به تفاوت بیشتر بین مقادیر تئوری و تجربی می‌شوند؛ با استفاده از نتایج این تحقیق که نوآوری‌های قابل توجهی دارد می‌توان از آنتن‌های میکرواستریپ به‌عنوان حسگر در منسوجات هوشمند استفاده کرد. این طرح در قالب رساله دکتری در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر تدوین شده است.