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新型織物可監(jiān)測(cè)健康 人機(jī)交互融入生活
2021年11月30日 10:04:55
來(lái)源：儀表網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5882
近日，加州大學(xué)Peter Tseng教授團(tuán)隊(duì)將先進(jìn)的磁超材料集成到柔性紡織品中，創(chuàng)造出了一種能夠在衣物和附近設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)電池通信的系統(tǒng)。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交互，比如只需要輕輕觸碰或者劃動(dòng)衣袖就可以安全支付，還可以持續(xù)監(jiān)測(cè)和傳遞人體的生命體征。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】導(dǎo)讀：隨著科技發(fā)展的日新月異，人機(jī)交互也逐漸地融入了我們的生活。我們無(wú)論是在使用手機(jī)、電腦、還是智能手環(huán)等電子產(chǎn)品時(shí)，都是在進(jìn)行人機(jī)交互。
那你有沒(méi)有想過(guò)，在不久的將來(lái)：手機(jī)支付不再需要掃一掃，只需要輕輕劃動(dòng)衣袖就能安全支付；也不再用智能手環(huán)監(jiān)測(cè)你的健康，你只需要穿上衣服就能實(shí)時(shí)得到你的身體體征數(shù)據(jù)；啟動(dòng)汽車(chē)不再需要鑰匙，只需要人坐到座位上，汽車(chē)就能識(shí)別你的衣服，聽(tīng)從你的指揮。
這些聽(tīng)起來(lái)既科幻又天馬行空的想象，如今科學(xué)家們卻讓它們成為了現(xiàn)實(shí)。近日，加州大學(xué)Peter Tseng教授團(tuán)隊(duì)就將先進(jìn)的磁超材料集成到柔性紡織品中，創(chuàng)造出了一種能夠在衣物和附近設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)電池通信的系統(tǒng)。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交互，比如只需要輕輕觸碰或者劃動(dòng)衣袖就可以安全支付，還可以持續(xù)監(jiān)測(cè)和傳遞人體的生命體征。
1975 年，第一塊計(jì)算器手表問(wèn)世，智能可穿戴設(shè)備開(kāi)始進(jìn)入我們的生活。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的智能可穿戴設(shè)備出現(xiàn)在我們的生活中，比如智能手環(huán)、智能眼鏡、智能織物等。這些智能可穿戴設(shè)備可以讓人們更加高效地處理外部信息，以及對(duì)人體活動(dòng)或健康進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
目前，人體的健康監(jiān)測(cè)和活動(dòng)跟蹤技術(shù)主要依賴(lài)于可穿戴或可植入傳感器。這些傳感器所創(chuàng)建的多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可以解讀來(lái)自我們身體與物體之間交互的信息。為了實(shí)時(shí)解析這些生物特征信息，這種網(wǎng)絡(luò)要求節(jié)點(diǎn)之間有安全可靠的通信鏈路，這種鏈路通常被稱(chēng)為身體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(BANs)。而創(chuàng)建 BANs 需要在身體周?chē)B接多個(gè)傳感器，為了不限制人身體的活動(dòng)，這些傳感器大多使用無(wú)線連接。傳統(tǒng)意義上的 BANs 配置的無(wú)線通信包括自定義射頻傳感器、射頻識(shí)別或藍(lán)牙，然而這些輻射方式通常存在耗電量高和安全性低的問(wèn)題。
研究人員受當(dāng)前低成本乙烯基服裝生產(chǎn)的啟發(fā)，在紡織品上集成了磁電感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。這種方法跳過(guò)了現(xiàn)代可穿戴設(shè)備柔性織物所需的復(fù)雜的縫紉技術(shù)以及昂貴的導(dǎo)線。而且磁超材料使得信號(hào)沿著軌道傳播成為可能：這些軌道由一個(gè)個(gè)具有人工周期的組成單元控制，每一個(gè)單元由一個(gè)電感器和開(kāi)槽接地層組成，這些單元通過(guò)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(yīng)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。
研究人員表示，他們研制的這種紡織品所用成本低，制作簡(jiǎn)單， 可以與有趣的可穿戴設(shè)計(jì)相結(jié)合。不僅如此，他們希望這種設(shè)計(jì)可以減輕現(xiàn)代電子產(chǎn)品給我們生活帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。
這種技術(shù)的發(fā)明讓人耳目一新，但仍存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究。我們?nèi)粘４┲囊挛锊⒉皇且淮涡缘?，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(jīng)受一個(gè)洗滌周期，但要經(jīng)受日常磨損，可能需要更加堅(jiān)固的導(dǎo)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(gè)發(fā)展方向。智能手機(jī)和皮膚安裝傳感器能否替代電路板原型實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的性能仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。
科技使得我們的生活更加智能化，未來(lái)我們將不再滿足于機(jī)器與機(jī)器之間的連接，人與人之間的交談，更多的是人與機(jī)器之間的交互。通過(guò)人機(jī)交互，我們或許可以像《阿凡達(dá)》中的阿凡達(dá)人一樣無(wú)聲交流；也可能不必再使用手機(jī)屏幕，僅僅通過(guò)手勢(shì)就能操作設(shè)備；科技的發(fā)展必將為我們帶來(lái)更多便利。
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