Wetenschappers hebben een textiel ontwikkeld dat stemcommando’s kan oppikken en in gewone kleding kan worden verwerkt. Het kan onder andere worden gebruikt om ChatGPT te bedienen.
De technologie werkt op basis van een fenomeen dat je wellicht wel kent: statische elektriciteit door wrijving. Wanneer twee verschillende materialen langs elkaar schuren, ontstaan elektrische ladingen op hun oppervlak. De onderzoekers gebruikten dit principe om een textiel te maken dat extreem gevoelig reageert op trillingen die door geluid worden veroorzaakt. Wanneer je tegen de stof praat, brengen de geluidsgolven van je stem het materiaal in beweging. Dit levert meetbare elektrische signalen op. Het resultaat is een systeem dat spraak kan herkennen en dat bovendien geen batterij nodig heeft. Dit maakt het veel praktischer om het in gewone kleding te verwerken.
Kan de meeste stemmen herkennen
Het ontwikkelde textiel, door de onderzoekers A-Textile genoemd, presteert best wel goed. Het produceert een uitgangsspanning van 21 volt wanneer iemand ertegen praat. Dat is volgens de onderzoekers duizenden keren meer dan eerdere technologieën die geluid probeerden te detecteren via stof. Deze hoge spanning zorgt ervoor dat het systeem zelfs werkt wanneer je fluistert.
De sensor reageert op geluidsfrequenties tussen 80 en 900 hertz. Stemmen van mannen zitten doorgaans tussen 85 en 180 hertz, die van vrouwen tussen 165 en 255 hertz. Met andere woorden: het kan de meeste stemmen van mensen oppikken.
Slimme materialen
De onderzoekers gebruikten om dit allemaal mogelijk te maken extreem kleine structuren, zogenoemde nanobloemen, van een materiaal genaamd tinbisulfide. Deze nanobloemen hebben een groot oppervlak en kunnen daardoor veel elektrische lading vasthouden.
Het textiel zelf bestaat uit meerdere lagen. De buitenste laag vangt elektrische ladingen op en transporteert ze snel verder. Een diepere laag werkt als een soort batterij die de lading tijdelijk opslaat. Deze wordt gemaakt van verkoolde katoenen stof waarop ook de nanobloemen zitten. De bovenste laag bestaat uit een nylon stof met gaatjes in, gekoppeld aan een geleidende textiellaag. Er zit een kleine ruimte tussen deze laag en de onderkant. Deze structuur maakt het mogelijk om met geluidstrillingen het geheel in beweging te brengen.
Drie toepassingen getest
De onderzoekers hebben drie toepassingen getest. Ten eerste kan het systeem draadloos slimme apparaten in huis bedienen. Door simpelweg tegen de mouw van een shirt te praten waarin het textiel is verwerkt, konden testpersonen lampen, geluidsinstallaties en televisies aan- en uitzetten. De tweede toepassing is het gebruik van Google Maps op een smartphone. Door een bestemming uit te spreken, opende de navigatie-app automatisch en startte de routebegeleiding. De derde toepassing ging een stap verder. Gebruikers konden vragen stellen aan ChatGPT door tegen hun kleding te praten. Het systeem vertaalde de vraag en stuurde deze door naar de chatbot, die vervolgens een antwoord formuleerde.
Bij het besturen van slimme apparaten in huis bereikte het systeem een nauwkeurigheid van 93,5 procent. Het herkende tien verschillende commando’s, zoals “zet de televisie aan” of “zet de lamp uit”. Voor navigatie-opdrachten en ChatGPT steeg de nauwkeurigheid zelfs naar 97,5 procent.
Wel zijn er nog beperkingen. Het huidige prototype heeft externe elektronica nodig om bijvoorbeeld signalen te verwerken of beslissingen te nemen. De onderzoekers willen in de toekomst al deze componenten rechtstreeks in het textiel integreren.
