نشر باحثون من جامعة تارتو نتائج دراسة جديدة في مجلة Advanced Materials، حيث حققوا برمجة دقيقة لمرونة الأقمشة باستخدام تقنيات التطريز الآلي. توفر هذه الدراسة مسارًا تقنيًا جديدًا لإنتاج الأجهزة القابلة للارتداء المخصصة على نطاق صناعي.
استخدم فريق البحث تصميم غرز متعرجة، حيث تم تطريز خيوط بوليستر غير مرنة على ركيزة مرنة لتشكيل هياكل "نوابض ليفية". تظل الغرز المستقيمة صلبة، بينما تتيح الغرز المتعرجة التحكم في درجة التمدد من خلال السعة حتى يتم شدها بالكامل. يتيح هذا التصميم خصائص مرونة متباينة محليًا للنسيج.
استلهم الباحثون من ترتيب ألياف الكولاجين في الجلد، حيث رتبوا النوابض الليفية في وحدات شبكية مثلثية. يمكن تصميم الخصائص المرنة لكل وحدة مثلثية رقميًا باستخدام ثلاث قنوات لونية (أحمر، أخضر، أزرق)، ثم تحويلها إلى أنماط تطريز باستخدام مكتبة Python مخصصة. تتيح هذه الطريقة التحكم في مرونة النسيج بدقة تصل إلى 7 ملم، مما يمكّن من محاكاة الخصائص البيوميكانيكية للجلد.
تم تطبيق هذه التقنية في صناعة نماذج أولية للأحذية، حيث تم تصنيع أحذية وظيفية باستخدام قماش مطرز يحتوي على أكثر من ألف وحدة وما يقرب من 20,000 غرزة. أظهرت النتائج أن الأحذية المطرزة الذكية يمكن أن تحقق ملاءمة وثيقة مع القدم، مما يحد من الحركات غير الضرورية مع الحفاظ على مرونة الحركة، مما يساعد على تقليل مخاطر الإصابات أثناء الرياضة.
لا تحتفظ هذه التقنية بالجاذبية البصرية للتطريز فحسب، بل تمنح المنسوجات خصائص ميكانيكية قابلة للبرمجة. يمكن توسيع نطاق تطبيقاتها ليشمل الملابس الرياضية، وأجهزة الدعم التقويمي، وغيرها من الأسطح الهندسية التي تتطلب تمددًا متدرجًا.
