可穿戴技術(shù)正在朝著遠(yuǎn)超Apple Watch和FitBits的方向發(fā)展。科學(xué)家們將褲子、T恤衫和夾克衫重新設(shè)想為可具有多種用途，他們發(fā)明了一種能夠檢測并產(chǎn)生聲音的“聲學(xué)織物”。
由這種材料制成的衣服將有可能可以通過接收我們皮膚上的振動來持續(xù)監(jiān)測我們的心臟或呼吸頻率，為我們提供接聽電話和通過我們的服裝進(jìn)行溝通的選擇并作為一種助聽器來幫助那些有聽力損失的人在嘈雜的環(huán)境中穿梭。
來自新加坡南洋理工大學(xué)的助理教授、這項研究的論文第一作者Wei Yan表示，這種織物還可以跟航天器的皮膚結(jié)合以傾聽太空塵埃，或嵌入建筑物來檢測裂縫或應(yīng)變，“它甚至還可以被編織成一張智能網(wǎng)來監(jiān)測海洋中的魚類。”
智能織物產(chǎn)品就這個全新的聲學(xué)布，是相對較新的工程努力，在過去幾年里一直在發(fā)展。如我們已經(jīng)看到像變色衣服和能像人類皮膚一樣“出汗”的材料的興起。這些都涉及創(chuàng)新技術(shù)，如智能手機(jī)應(yīng)用的兼容性和復(fù)雜的微流體平臺。
以下為這種跟聲音有關(guān)的新材料的工作原理：
一種由壓電材料制成的柔性纖維--一種對電信號敏感的物質(zhì)--被編織在織物中。雖然我們穿的衣服可以接收到我們附近的聲音振動，但我們無法真正感知到它們，因?yàn)槁÷÷暿窃诩{米尺度上運(yùn)作的。而這正是該研究團(tuán)隊研發(fā)的纖維的作用。它捕捉這些微小的振動，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，然后記錄在一個設(shè)備上供以后檢查。研究人員指出，他們的設(shè)計靈感來自于人類耳朵的工作方式，這涉及到一個類似的振動到信號的轉(zhuǎn)換過程，不過它需要一個額外的步驟來處理壓力。
測試一個交互式服裝
作為原理證明，該團(tuán)隊將用這種特殊纖維編織的服裝暴露在一系列聲音振動中。結(jié)果它成功地將振動--人類無法辨別的振動--轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娦盘枴?/p>
該項研究的論文共同作者、麻省理工學(xué)院的一名研究員Grace Noel在一份聲明中介紹稱：“這表明膜上纖維的性能可跟手持式麥克風(fēng)媲美。在另一方面，該團(tuán)隊還決定看看這種織物是否可以被反向設(shè)計，進(jìn)而不僅可以檢測聲音振動并將其轉(zhuǎn)換為可用的電氣數(shù)據(jù)，還可以作為揚(yáng)聲器操作將電氣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回我們可以聽到的振動。”
為此，研究人員錄制了一串話并將錄音輸入到纖維中，與此同時還對其施加了電壓功率。結(jié)果是，這款服裝接收了電信號并以相反的方式進(jìn)行了轉(zhuǎn)換--播放我們的耳朵可以檢測到的聲音振動。不過該團(tuán)隊并沒有就此止步。他們展開了更多的實(shí)驗(yàn)，以真正了解這種織物可以延伸到什么程度。有兩個實(shí)驗(yàn)特別值得注意：
第一個實(shí)驗(yàn)是研究人員將織物縫在一件襯衫的背面，然后他們在以各種姿勢站立時拍打他們的手。這個想法是要看看布板是否能接收到聲音來自哪個方向。結(jié)果它做到了。Noel說道：“在3米遠(yuǎn)的地方，布料能夠探測到1度以內(nèi)的聲音角度。”
第二個實(shí)驗(yàn)是，研究小組將一根纖維縫制在襯衫的內(nèi)襯上并覆蓋在胸部區(qū)域，然后讓一名健康的志愿者穿上這件衣服。正如預(yù)期的那樣，它準(zhǔn)確地監(jiān)測了志愿者的心跳。令人震驚的是，該研究指出，幾乎任何用這種纖維織成的織物都不會變得沉重或充滿松軟的電線。
研究報告的論文共同作者Elizabeth Meiklejohn在一份聲明中指出：“它的感覺幾乎就像一件輕便的夾克--比牛仔褲輕，但比禮服襯衫重。”據(jù)悉，她是羅德島設(shè)計學(xué)院的一名研究生，用標(biāo)準(zhǔn)織布機(jī)編織了這種織物。
而更重要的是。這種材料可以機(jī)洗。
來自麻省理工學(xué)院的研究員兼這項研究的論文共同作者Yoel Fink稱：“這項研究的成果為織物提供了一種傾聽我們身體和周圍環(huán)境的新方式。”
