Onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) hebben een touchscreen ontwikkeld dat rechtstreeks in een kledingstuk is geweven. Het scherm bestaat uit elektronische vezels die lichtgevende diodes (LED's) combineren met aanraaksensoren. Onder leiding van assistent-professor Tural Khudiyev verwerkte het team 54 van deze vezels in een mouw. Zo ontstaat een flexibel display dat beelden en video toont, reageert op een vingerdruk en draadloos verbinding maakt met digitale toestellen.
Het onderzoek draait om een textielinterface die de ademende en buigzame eigenschappen van gewone kleding behoudt en tegelijk machinewassen kan doorstaan. Gangbare draagbare technologie bevestigt meestal een scherm of elektronisch toestel aan het lichaam. De aanpak van het NUS-team bouwt de weergave- en aanraakfunctie juist in de vezels zelf. Elke draad bevat onderling verbonden microelektronische componenten in een structuur van amper één millimeter dik. Daardoor kan de stof als interactief scherm dienen zonder starre beeldschermpaneel.
Het prototype meet 168 bij 105 millimeter en ververst 30 beelden per seconde. Na vijftig wascycli met wasmiddel blijven de weergave- en aanraakprestaties vrijwel ongewijzigd. Ook de lichtopbrengst en de reactie op aanraking bleven behouden, net als na duizend buigingen rond een straal van vijf millimeter. De geïntegreerde display zou bovendien even ademend zijn als katoen, polyester en denim, en binnen de bestaande veiligheidsgrenzen voor huidcontact blijven.
Het technische probleem lag in de ruimte. Gewone elektronische schakelingen worden op vlakke oppervlakken ontworpen, waar componenten in twee dimensies kunnen worden aangesloten. Een draad is smal en cilindrisch en laat weinig ruimte voor de bedrading die een display nodig heeft. De onderzoekers ontwikkelden daarom een verbindingsarchitectuur die duizenden microelektronische onderdelen langs één vezel mogelijk maakt. Met een laser worden punten op geïsoleerde draadjes blootgelegd, waarna gesmolten soldeer naar de juiste plaatsen wordt geleid. Zo ontstonden meer dan 5.000 chips en meer dan 20.000 elektrische verbindingen.
De verbonden LED's worden vervolgens met een thermisch trekproces in een meerlagige vezel verwerkt. De draad meet ongeveer één millimeter in diameter en tien meter in lengte. Verschillende lagen zorgen voor het tonen van beelden en het detecteren van aanraking. Onder de LED's ligt een gevoelige laag: wanneer iemand op de vezel drukt, sluit het contact een elektrisch circuit, waardoor het systeem de plaats van de aanraking herkent en de dichtstbijzijnde pixel laat oplichten. Weergave en interactie gebeuren dus binnen dezelfde draad.
Elke pixelvezel heeft een eigen besturingskanaal, zodat een defect in één lijn niet noodzakelijk de andere onderbreekt. Het systeem kan bovendien meerdere aanrakingen tegelijk registreren, wat het dichter bij het gedrag van een conventioneel touchscreen brengt. Het scherm kan video afspelen, foto's tonen, een rekenmachine draaien en als kompas dienen. Via Bluetooth kunnen beelden worden ontvangen, en gebruikers kunnen met spraakopdrachten werken. De display draait of past de helderheid automatisch aan.
Ook andere vezels in de mouw brengen functies mee: een microfoon, een luidspreker en sensoren voor beweging, temperatuur, magnetische oriëntatie en omgevingslicht. Een temperatuurgevoelige vezel onder de arm kan de lichaamstemperatuur meten en de uitlezing op de mouw zelf tonen. Hoewel het prototype beperkt is qua resolutie in vergelijking met een smartphone, wijst het team op een breder perspectief dan louter beeldweergave.
Het team ziet vooral potentieel in de gezondheidszorg. Vezels met fysiologische sensoren zouden continu gegevens kunnen verzamelen en die rechtstreeks op een kledingstuk tonen, zodat de drager metingen kan raadplegen zonder apart toestel. In combinatie met kunstmatige intelligentie zouden zulke systemen op termijn gepersonaliseerde opvolging en feedback kunnen bieden. De onderzoekers benadrukken dat dit een toekomstige richting is en geen bewezen mogelijkheid van het huidige prototype.
De volgende stappen bestaan uit het verbeteren van de resolutie, het integreren van meer sensorfuncties en het verkennen van AI op het toestel zelf. Het onderzoek past in een bredere verschuiving in het ontwerp van digitale interfaces. Smartphones en computers hebben ons gewend aan informatie via aparte schermen, terwijl draagbare technologie vooral bestaande apparaten verkleind of aan het lichaam bevestigd heeft. De NUS-studie stelt een andere verhouding voor tussen elektronica en alledaagse voorwerpen, waarin informatie op de kleding zelf verschijnt.
2
