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数字功能的纤维变身可编程纤维

发布日期:2021-06-16 阅读次数:3245

麻省理工学院的研究人员首次创造了一种具有数字功能的纤维,可以缝制在针织服装中,感知、储存、分析和推断人体活动。研究人员表示,数字纤维扩大了织物的可能性,可用于人体功能监测、医疗诊断和早期疾病检测,也有助于未来创造数字服装。相关研究发表在《自然通信》杂志上。

此前,电子纤维携带的连续电信号是模拟的,而不是数字的。作者、麻省理工学院材料科学与电气工程教授约尔·芬克表示,该工作首次实现了数字存储和处理数据的织物,为织物增加了新的信息维度,允许织物逐字编程。

数字纤维

研究人员将数百个方形微型硅数字芯片放入预制材料中,然后将预制材料制成聚合物纤维。通过准确控制聚合物的流动,制造出芯片之间可以连续通电的纤维,长达数十米。

这种纤维很细,很有弹性,可以穿过针眼缝在面料里,洗10次后不会分解。作者、麻省理工学院博士生加布里埃尔洛克说:当你把它缝在衬衫上时,你根本感觉不到它的存在。

制造数字纤维也解决了功能纤维的一些问题。例如,它提供了从纤维末端控制光纤中单个元素的方法。

数码纤维也能存储大量信息。研究者可以在纤维中写入,存储和阅读信息,包括767KB全彩视频和0.48MB音乐。这两个月都可以不用电源就能存储这些文件。洛克说:也许有一天,你可以把你大喜之日要播放的音乐放进你的婚纱里。

数码纤维也可以与人工智能(AI)结合。研究者们在纤维存储器中建立了一个由1650个连接件组成的神经网络,将其缝合在衬衣腋下,用这种纤维收集穿衬衣的人270分钟的体温数据,并分析这些数据是如何与不同的身体活动相对应的。经过这些数据的训练,这种纤维可以以96%的准确率来决定穿着它的人所从事的活动。

在纤维中添加人工智能技术进一步拓展了其应用。洛克表示,带数字组件的织物可以收集人体的大量信息。一些开源数据非常适合机器学习算法,可以用来发现新的人体模式。

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