ظهور أول مادة قابلة للارتداء تستشعر المخاطر البيئية في 2025

تُعد مادة المستشعرات القابلة للارتداء المتطورة التي تستشعر درجة الحرارة والأشعة فوق البنفسجية باستخدام المحاليل الهلامية المائية والمعززة بالذكاء الاصطناعي نقلة نوعية في مراقبة المخاطر البيئية الشخصية، إذ ابتكر فريق بحثي من جامعة خليفة في أبوظبي هذه المادة التي تغير لونها استجابةً للظروف المناخية، ما يجعلها أداة فعالة وسهلة الاستخدام في الحياة اليومية.

كيفية عمل المستشعرات القابلة للارتداء باستخدام المحاليل الهلامية المائية الذكية

استخدم الفريق البحثي محلولاً هلامياً مائيًا يتميز بقوة مماثلة لقوة البلاستيك، حيث يماثل صلابته قوة النايلون ويوفر متانة كافية للاستخدام اليومي كجزء من الخواتم أو الأساور أو النظارات، ما يفتح الباب أمام استخدامات عملية متعددة ومستدامة في الأجهزة القابلة للارتداء. يتم تصنيع هذا الجهاز عبر تقنية الطباعة المتقدمة رباعية الأبعاد، مما يضمن دقة عالية في التفاصيل وجودة تحاكي المنتج النهائي. يعتمد مبدأ عمل هذه المستشعرات على دمج مساحيق لونية حرارية وأخرى لونية ضوئية ضمن المحاليل الهلامية، إذ يتغير لون الأصباغ الحرارية تبعًا لدرجة الحرارة، بينما تستجيب الأصباغ الضوئية للأشعة فوق البنفسجية بشكل مباشر، ما يوفر قراءة فورية وحية للمخاطر البيئية.

الذكاء الاصطناعي ودوره في دقة المستشعرات القابلة للارتداء لمراقبة درجة الحرارة والأشعة فوق البنفسجية

يُظهر الذكاء الاصطناعي قوة كبيرة في تصنيف نطاقات درجات الحرارة ونسب التعرّض للأشعة فوق البنفسجية بناء على التغيرات اللونية للمادة، حيث تم تدريب نموذج ذكاء اصطناعي دقيق حقق تصنيفًا دقيقًا بنسبة 98.75%، مما يجعله قادرًا على التعبير بشكل موثوق عن البيانات البيئية وتحويلها إلى تنبيهات بصرية واضحة. هذا التكامل بين المحاليل الهلامية الذكية والذكاء الاصطناعي يُمكن من استخدام الجهاز كمُنبه بيئي فوري بدون الحاجة إلى بطاريات أو أية دوائر إلكترونية معقدة أو شاشات عرض، حيث تعتمد المادة على استجابات كيميائية فيزيائية ذاتية الاستدامة.

مزايا وقيود المستشعرات القابلة للارتداء المصممة من المحاليل الهلامية المائية

تتمتع المستشعرات القابلة للارتداء بمتانة استثنائية تحمل الظروف المختلفة دون التأثير على وظيفتها، ويرجع ذلك لتركيز مساحيق الكروم الذي لم يتجاوز 2.5%، ما يسمح بإحداث تغييرات بصرية ملحوظة دون إضعاف المادة نفسها، مما يؤدي إلى تصنيع أجهزة قوية ومنخفضة التكلفة في الوقت ذاته. على الرغم من هذه المزايا، تظل هناك بعض القيود المرتبطة بالتعرض المطوّل للأشعة فوق البنفسجية، حيث يمكن أن يؤدي التعرض المكثف لأشعة الشمس إلى تدهور الأصباغ مع مرور الوقت، لكن هذا لا يمثل مشكلة كبيرة في أغلب الاستخدامات العملية التي تحتاج إلى دوام المادة لفترة يوم أو يومين فقط، ما يجعل هذه التقنية ملائمة تمامًا للتطبيقات المؤقتة والمراقبة الشخصية قصيرة الأجل.

يطمح الباحثون إلى تطوير هذه المادة لتدخل في تطبيقات مستقبلية أكثر تقدمًا ترتبط بالتقنيات الذكية مثل الهواتف المحمولة، ما يفتح آفاقاً جديدة لتوفير مراقبة شخصية فعالة للمخاطر البيئية التي تحيط بنا بشكل مستمر.