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可编程纤维为数码服装开拓新天地 未来衣服会放歌

来源:  科技日报       作者:张佳欣      发布时间:2021-6-4 17:10  |  

美国麻省理工大学研究人员首次创造了一种具有数字功能的纤维,能够缝制到针织衣物中,可感知、存储、分析和推断人体活动。研究人员称,数字纤维扩展了织物的可能性,可用于人体机能监测、医疗诊断和早期疾病检测,还有助于未来创造出“数码服装”。相关研究发表在3日的《自然通讯》杂志上。

此前的电子纤维携带的连续电信号是模拟的,而非数字的。论文作者、麻省理工大学材料科学和电气工程教授约尔·芬克表示,这项工作首次实现了一种能够数字化存储和处理数据的织物,为织物增加了新的信息维度,并允许对织物进行逐字编程。

研究人员将数百个方形的微型硅数字芯片放入预制材料,再将预制材料制成聚合物纤维。通过精确控制聚合物的流动,制造出一种芯片之间能连续通电的纤维,长度达数十米。

这种纤维很细、很有弹性,可穿过针眼,缝进布料里,被洗10次后也不会分解。论文作者、麻省理工学院博士生加布里埃尔·洛克说:“当你把它缝进衬衫后,根本感觉不到它的存在。”

研究人员表示,制造数字纤维还解决了功能纤维的一些问题。例如,它提供了一种从纤维末端的一个点控制光纤内单个元素的方法。

数字纤维还可以存储大量信息。研究人员能够在纤维里写入、存储和读取信息,包括一个767KB的全彩视频和0.48MB的音乐。这些文件可以在没有电源的情况下存储两个月。洛克说:“或许有一天,你能把你大喜之日要播放的音乐储存在你的婚礼礼服中。”

数字纤维还能与人工智能(AI)结合。研究人员在纤维存储器中构建了一个由1650个连接组成的神经网络,把它缝在衬衫的腋下部位,用这种纤维收集了穿着该衬衫的人270分钟的体温数据,并分析了这些数据是如何与不同的身体活动相对应的。在这些数据的训练下,这种纤维能够以96%的准确率确定穿着它的人所从事的活动。

研究人员说,在纤维中加入AI技术进一步拓展了其应用。洛克说,带有数字组件的织物可以收集人体大量信息,一些开源数据非常适合机器学习算法,可用于发现新的人体模式。

有了这种分析能力,有朝一日,这种纤维可以实时感知并提醒人们的健康变化,比如呼吸功能下降或心率不齐,或在训练期间向运动员提供肌肉活动或心率数据。

(编辑:于思洋

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