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新型織物可監(jiān)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(wǎng) 點擊量：5864
近日，加州大學(xué)Peter Tseng教授團隊將先進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)備之間進行無電池通信的系統(tǒng)。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設(shè)備進行數(shù)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(xù)監(jiān)測和傳遞人體的生命體征。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】導(dǎo)讀：隨著科技發(fā)展的日新月異，人機交互也逐漸地融入了我們的生活。我們無論是在使用手機、電腦、還是智能手環(huán)等電子產(chǎn)品時，都是在進行人機交互。
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(huán)監(jiān)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(shù)據(jù)；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(xué)家們卻讓它們成為了現(xiàn)實。近日，加州大學(xué)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(chuàng)造出了一種能夠在衣物和附近設(shè)備之間進行無電池通信的系統(tǒng)。這種紡織品可以讓穿戴者與附近的電子設(shè)備進行數(shù)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(xù)監(jiān)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(shè)備開始進入我們的生活。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來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，以及對人體活動或健康進行監(jiān)測。
目前，人體的健康監(jiān)測和活動跟蹤技術(shù)主要依賴于可穿戴或可植入傳感器。這些傳感器所創(chuàng)建的多節(jié)點網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)要求節(jié)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(qū)域網(wǎng)絡(luò)(BANs)。而創(chuàng)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(tǒng)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(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(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，制作簡單， 可以與有趣的可穿戴設(shè)計相結(jié)合。不僅如此，他們希望這種設(shè)計可以減輕現(xiàn)代電子產(chǎn)品給我們生活帶來的負(fù)擔(dān)。
這種技術(shù)的發(fā)明讓人耳目一新，但仍存在一些問題需要進一步的研究。我們?nèi)粘４┲囊挛锊⒉皇且淮涡缘模虼耍@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)受一個洗滌周期，但要經(jīng)受日常磨損，可能需要更加堅固的導(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發(fā)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(xiàn)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(shè)備；科技的發(fā)展必將為我們帶來更多便利。
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