美國麻省理工大學研究人員首次創(chuàng)造了一種具有數(shù)字功能的纖維，能夠縫制到針織衣物中，可感知、存儲、分析和推斷人體活動。研究人員稱，數(shù)字纖維擴展了織物的可能性，可用于人體機能監(jiān)測、醫(yī)療診斷和早期疾病檢測，還有助于未來創(chuàng)造出“數(shù)碼服裝”。相關(guān)研究發(fā)表在3日的《自然通訊》雜志上。
此前的電子纖維攜帶的連續(xù)電信號是模擬的，而非數(shù)字的。論文作者、麻省理工大學材料科學和電氣工程教授約爾·芬克表示，這項工作首次實現(xiàn)了一種能夠數(shù)字化存儲和處理數(shù)據(jù)的織物，為織物增加了新的信息維度，并允許對織物進行逐字編程。
研究人員將數(shù)百個方形的微型硅數(shù)字芯片放入預制材料，再將預制材料制成聚合物纖維。通過精確控制聚合物的流動，制造出一種芯片之間能連續(xù)通電的纖維，長度達數(shù)十米。
這種纖維很細、很有彈性，可穿過針眼，縫進布料里，被洗10次后也不會分解。論文作者、麻省理工學院博士生加布里埃爾·洛克說：“當你把它縫進襯衫后，根本感覺不到它的存在。”
研究人員表示，制造數(shù)字纖維還解決了功能纖維的一些問題。例如，它提供了一種從纖維末端的一個點控制光纖內(nèi)單個元素的方法。
數(shù)字纖維還可以存儲大量信息。研究人員能夠在纖維里寫入、存儲和讀取信息，包括一個767KB的全彩視頻和0.48MB的音樂。這些文件可以在沒有電源的情況下存儲兩個月。洛克說：“或許有一天，你能把你大喜之日要播放的音樂儲存在你的婚禮禮服中。”
數(shù)字纖維還能與人工智能(AI)結(jié)合。研究人員在纖維存儲器中構(gòu)建了一個由1650個連接組成的神經(jīng)網(wǎng)絡，把它縫在襯衫的腋下部位，用這種纖維收集了穿著該襯衫的人270分鐘的體溫數(shù)據(jù)，并分析了這些數(shù)據(jù)是如何與不同的身體活動相對應的。在這些數(shù)據(jù)的訓練下，這種纖維能夠以96%的準確率確定穿著它的人所從事的活動。
研究人員說，在纖維中加入AI技術(shù)進一步拓展了其應用。洛克說，帶有數(shù)字組件的織物可以收集人體大量信息，一些開源數(shù)據(jù)非常適合機器學習算法，可用于發(fā)現(xiàn)新的人體模式。
有了這種分析能力，有朝一日，這種纖維可以實時感知并提醒人們的健康變化，比如呼吸功能下降或心率不齊，或在訓練期間向運動員提供肌肉活動或心率數(shù)據(jù)。(實習記者 張佳欣)
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