Oubliez le silicium. Cet ordinateur est fait de tissu

Journaux de Dan Preston à notre appel vidéo dans une chemise boutonnée respectable et quelconque. Son style personnel penche peut-être vers le conventionnel, mais l’ingénieur en mécanique de l’Université Rice est là pour me parler de son nouveau design de mode créatif. Son équipe a fabriqué une veste noire brillante qui exécute la logique, sans électronique. Plus précisément, la veste peut relever et abaisser sa propre capuche en appuyant sur un bouton, et elle contient une simple mémoire 1 bit qui stocke l’état de la capuche. Ou, comme le dit Preston, c’est « une logique durable non électronique dans un appareil à base de textile ».

C’est là que nous devons souligner le caractère sauvage de cette conception. Le sweat à capuche ne contient pas d’Arduino ni de puces semi-conductrices. Il n’a pas de piles. Preston et son équipe ont découpé des morceaux de tissu de taffetas de nylon commercial et les ont collés ensemble pour former des pochettes gonflables d’environ la moitié de la taille d’une carte de visite. Reliant les poches avec de petits tubes souples, ils les ont intégrés dans la veste. En appuyant sur les boutons de la veste, vous contrôlez le flux d’air d’une cartouche de dioxyde de carbone à travers les poches. Les pochettes se plient et se déplient pour former des plis qui gonflent ou dégonflent un airbag dans le capot pour le faire monter et descendre.

Avec l’aimable autorisation de Dan Preston

À première vue, la veste ressemble plus à un pneu de vélo qu’à un ordinateur. Mais vous pouvez considérer les poches remplies d’air sur la veste comme analogues aux transistors électroniques, dit Preston. Dans un circuit électronique, les transistors contrôlent le flux d’électrons, ou courant électrique, en fonction de la tension dans le circuit. « Nous remplaçons simplement la tension par la pression, et nous remplaçons le courant par le débit d’un fluide, qui est l’air dans ce cas », dit-il.

Par exemple, l’équipe a créé une porte NOT basée sur l’air. Dans un circuit électronique, une porte NOT reçoit une entrée – disons un 1, correspondant à une haute tension – et la change en 0, ou basse tension. Dans le cas du sweat à capuche, l’air entrant dans une poche peut être à haute pression, et la poche peut le convertir en basse pression, ou vice versa. La technologie provient des applications de défense de la guerre froide, lorsque les ingénieurs ont conçu des dispositifs logiques basés sur l’air, car les adversaires ne pouvaient pas interférer avec eux en utilisant des impulsions électromagnétiques.

« Je suis vraiment heureux de voir des gens évoluer radicalement au-delà de la pointe des vêtements », déclare l’ingénieur en mécanique Michael Wehner de l’Université du Wisconsin-Madison, qui n’a pas participé aux travaux. L’utilisation par l’équipe du tissu et de la logique basée sur l’air, également connue sous le nom de logique pneumatique, est particulièrement nouvelle. Les appareils portables, comme le Fitbit et l’Apple Watch, sont généralement « des adaptations modestes des appareils traditionnels », explique Wehner.

La veste entre dans la catégorie des « robots mous », qui sont des machines automatisées et programmables faites de matériaux flexibles tels que le caoutchouc, le silicone ou le tissu. Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à concevoir des robots mous pour travailler potentiellement aux côtés des humains. Ils se déplacent généralement avec moins de précision que leurs homologues en métal dur, mais ils ont un toucher plus doux. « Si vous travaillez et qu’un [hard] robot vous frappe, vous allez à l’hôpital si vous avez de la chance », explique Wehner. « Si un robot mou – ce gros airbag – vous frappe, tout le monde rit et passe un bon moment. »

Avec l’aimable autorisation de Dan Preston

En d’autres termes, les robots mous devraient s’intégrer plus facilement et en toute sécurité dans l’activité humaine régulière. Parce que les éléments logiques de Preston sont en tissu, la veste intelligente ressemble plus à une veste ordinaire qu’à un manteau rempli d’électronique ou d’autres composants durs. « Il est très facile pour les humains de s’y adapter et de ne pas avoir l’impression de porter quelque chose de bizarre », explique l’ingénieur en mécanique Wenlong Zhang de l’Arizona State University, qui n’a pas participé aux travaux.

De plus, un ordinateur en tissu est plus résistant qu’un ordinateur à base de semi-conducteurs. Pour tester la robustesse de la veste, l’équipe a placé un composant composé de plusieurs poches en tissu dans un sac en filet et l’a passé 20 fois dans une machine à laver. Ils l’ont également parcouru avec une camionnette Toyota Tacoma 2002 – des scénarios « on pourrait s’attendre à ce qu’un vêtement traditionnel rencontre certains des extrêmes de sa vie », explique Preston. Les pochettes fonctionnaient toujours. Imaginez faire cela sur une Apple Watch.