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新型織物可監測健康 人機交互融入生活
2021年11月30日 10:04:55
來源：儀表網 點擊量：5885
近日，加州大學Peter Tseng教授團隊將先進的磁超材料集成到柔性紡織品中，創造出了一種能夠在衣物和附近設備之間進行無電池通信的系統。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設備進行數字交互，比如只需要輕輕觸碰或者劃動衣袖就可以安全支付，還可以持續監測和傳遞人體的生命體征。
那你有沒有想過，在不久的將來：手機支付不再需要掃一掃，只需要輕輕劃動衣袖就能安全支付；也不再用智能手環監測你的健康，你只需要穿上衣服就能實時得到你的身體體征數據；啟動汽車不再需要鑰匙，只需要人坐到座位上，汽車就能識別你的衣服，聽從你的指揮。
這些聽起來既科幻又天馬行空的想象，如今科學家們卻讓它們成為了現實。近日，加州大學Peter Tseng教授團隊就將先進的磁超材料集成到柔性紡織品中，創造出了一種能夠在衣物和附近設備之間進行無電池通信的系統。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設備進行數字交互，比如只需要輕輕觸碰或者劃動衣袖就可以安全支付，還可以持續監測和傳遞人體的生命體征。
1975 年，第一塊計算器手表問世，智能可穿戴設備開始進入我們的生活。隨著技術的發展，越來越多的智能可穿戴設備出現在我們的生活中，比如智能手環、智能眼鏡、智能織物等。這些智能可穿戴設備可以讓人們更加高效地處理外部信息，以及對人體活動或健康進行監測。
目前，人體的健康監測和活動跟蹤技術主要依賴于可穿戴或可植入傳感器。這些傳感器所創建的多節點網絡可以解讀來自我們身體與物體之間交互的信息。為了實時解析這些生物特征信息，這種網絡要求節點之間有安全可靠的通信鏈路，這種鏈路通常被稱為身體區域網絡(BANs)。而創建 BANs 需要在身體周圍連接多個傳感器，為了不限制人身體的活動，這些傳感器大多使用無線連接。傳統意義上的 BANs 配置的無線通信包括自定義射頻傳感器、射頻識別或藍牙，然而這些輻射方式通常存在耗電量高和安全性低的問題。
研究人員受當前低成本乙烯基服裝生產的啟發，在紡織品上集成了磁電感應網絡。這種方法跳過了現代可穿戴設備柔性織物所需的復雜的縫紉技術以及昂貴的導線。而且磁超材料使得信號沿著軌道傳播成為可能：這些軌道由一個個具有人工周期的組成單元控制，每一個單元由一個電感器和開槽接地層組成，這些單元通過將它們固定到織物上而連接在一起，相鄰的電感器重疊在一起，形成了一種叫做磁感應波導的結構。
研究人員表示，他們研制的這種紡織品所用成本低，制作簡單， 可以與有趣的可穿戴設計相結合。不僅如此，他們希望這種設計可以減輕現代電子產品給我們生活帶來的負擔。
這種技術的發明讓人耳目一新，但仍存在一些問題需要進一步的研究。我們日常穿著的衣物并不是一次性的，因此，這種織物的耐久性值得考量。研究人員表示，這種紡織品可以經受一個洗滌周期，但要經受日常磨損，可能需要更加堅固的導電材料。其次，織物與更多的閱讀器或者傳感器的交互仍是一個發展方向。智能手機和皮膚安裝傳感器能否替代電路板原型實現類似的性能仍然是一個懸而未決的問題。
科技使得我們的生活更加智能化，未來我們將不再滿足于機器與機器之間的連接，人與人之間的交談，更多的是人與機器之間的交互。通過人機交互，我們或許可以像《阿凡達》中的阿凡達人一樣無聲交流；也可能不必再使用手機屏幕，僅僅通過手勢就能操作設備；科技的發展必將為我們帶來更多便利。
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