可穿戴技術正在朝著遠超Apple Watch和FitBits的方向發展。科學家們將褲子、T恤衫和夾克衫重新設想為可具有多種用途，他們發明了一種能夠檢測并產生聲音的“聲學織物”。
由這種材料制(zhi)成的(de)衣服將有可(ke)能可(ke)以通過接收我們(men)(men)皮膚(fu)上的(de)振動來持續監測我們(men)(men)的(de)心(xin)臟(zang)或呼吸頻率，為我們(men)(men)提供接聽電話和通過我們(men)(men)的(de)服裝(zhuang)進行(xing)溝通的(de)選擇并作(zuo)為一種助(zhu)聽器(qi)來幫(bang)助(zhu)那些有聽力損失的(de)人(ren)在嘈雜的(de)環境中穿梭(suo)。
來(lai)自新加坡南洋理(li)工大學的助理(li)教授(shou)、這(zhe)項研究的論文第(di)一作(zuo)者Wei Yan表示(shi)，這(zhe)種織物(wu)還可以(yi)跟航(hang)天器的皮膚(fu)結合以(yi)傾聽太空塵埃，或(huo)嵌入建筑物(wu)來(lai)檢測裂縫或(huo)應變，“它甚至還可以(yi)被(bei)編織成一張智(zhi)能網來(lai)監測海洋中的魚類(lei)。”
智能(neng)織(zhi)物產品就(jiu)這個全(quan)新的(de)(de)聲(sheng)學布(bu)，是相對較新的(de)(de)工程努力(li)，在(zai)過去(qu)幾年(nian)里(li)一直(zhi)在(zai)發(fa)展。如我(wo)們已(yi)經看到(dao)像(xiang)(xiang)變色衣服和能(neng)像(xiang)(xiang)人類皮膚一樣“出汗”的(de)(de)材料的(de)(de)興起。這些都涉及創新技術，如智能(neng)手機應(ying)用的(de)(de)兼容(rong)性和復雜的(de)(de)微流(liu)體平臺。
以下為這種跟聲音有(you)關的(de)新材料(liao)的(de)工(gong)作原理(li)：
一(yi)種(zhong)由壓電(dian)材料制成的(de)(de)(de)(de)柔性纖維--一(yi)種(zhong)對電(dian)信(xin)號(hao)敏(min)感的(de)(de)(de)(de)物質--被編織在織物中。雖(sui)然我們穿的(de)(de)(de)(de)衣服可以接收到(dao)我們附近的(de)(de)(de)(de)聲音振(zhen)動(dong)，但我們無(wu)法(fa)真(zhen)正感知到(dao)它們，因(yin)為隆隆聲是在納米尺度上運(yun)作的(de)(de)(de)(de)。而(er)這正是該研究團隊研發的(de)(de)(de)(de)纖維的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。它捕(bu)捉這些微小的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)，并將其轉(zhuan)化(hua)為電(dian)信(xin)號(hao)，然后(hou)(hou)記(ji)錄在一(yi)個設(she)備上供以后(hou)(hou)檢(jian)查。研究人員指出，他(ta)們的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)靈感來自于人類耳朵的(de)(de)(de)(de)工作方式，這涉及到(dao)一(yi)個類似的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動(dong)到(dao)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換過程(cheng)，不過它需(xu)要一(yi)個額(e)外的(de)(de)(de)(de)步驟(zou)來處理(li)壓力。
測試一個交互式服裝
作為原理證明(ming)，該團隊將(jiang)用這種特(te)殊纖維編織的(de)服裝(zhuang)暴(bao)露(lu)在一(yi)系列聲音振動中。結(jie)果(guo)它(ta)成(cheng)功地將(jiang)振動--人類無(wu)法辨別(bie)的(de)振動--轉換成(cheng)適當的(de)電信號。
該項(xiang)研(yan)究的(de)論文(wen)共同(tong)作(zuo)者、麻省理(li)工(gong)學院(yuan)的(de)一名(ming)研(yan)究員Grace Noel在一份聲明(ming)中介紹稱(cheng)：“這表明(ming)膜上纖維(wei)的(de)性能可(ke)(ke)跟手(shou)持式麥(mai)克風媲(pi)美(mei)。在另一方面，該團隊還決定看(kan)看(kan)這種織物(wu)是否可(ke)(ke)以(yi)(yi)被反向設計(ji)，進(jin)而不僅可(ke)(ke)以(yi)(yi)檢測聲音振動并將(jiang)其轉換為(wei)可(ke)(ke)用的(de)電氣數據，還可(ke)(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)揚(yang)聲器操作(zuo)將(jiang)電氣數據轉換回(hui)我們可(ke)(ke)以(yi)(yi)聽到(dao)的(de)振動。”
為此(ci)，研究人員錄制(zhi)了一串話并(bing)(bing)將錄音(yin)輸入到(dao)纖維中，與此(ci)同時(shi)還對(dui)其(qi)施(shi)加了電壓(ya)功率(lv)。結果是，這款服裝接(jie)收了電信號(hao)并(bing)(bing)以相反的方式進(jin)行(xing)了轉換(huan)--播放我們(men)的耳朵可以檢測到(dao)的聲音(yin)振動。不(bu)過該團隊并(bing)(bing)沒有就(jiu)此(ci)止(zhi)步。他們(men)展(zhan)開了更多的實驗，以真正了解這種織物可以延伸到(dao)什么程度。有兩個實驗特別值(zhi)得注意：
第(di)一個(ge)(ge)實驗是(shi)研究人員將(jiang)織物縫在一件(jian)襯衫的(de)(de)(de)背(bei)面(mian)，然后他們在以各種姿勢站立時拍打(da)他們的(de)(de)(de)手。這(zhe)個(ge)(ge)想法是(shi)要看看布板是(shi)否能接收(shou)到聲(sheng)音來自(zi)哪個(ge)(ge)方向。結果它(ta)做到了。Noel說道(dao)：“在3米遠的(de)(de)(de)地(di)方，布料能夠探測到1度以內的(de)(de)(de)聲(sheng)音角度。”
第二個實驗是，研究小組將一(yi)根纖(xian)維縫制(zhi)在襯衫的(de)(de)(de)內襯上并覆(fu)蓋在胸部區域，然后讓一(yi)名(ming)健康的(de)(de)(de)志愿者穿上這件衣服。正如(ru)預期的(de)(de)(de)那(nei)樣，它準確地監測了志愿者的(de)(de)(de)心跳(tiao)。令人震驚的(de)(de)(de)是，該(gai)研究指出(chu)，幾乎(hu)任何用這種(zhong)纖(xian)維織成的(de)(de)(de)織物(wu)都(dou)不會變得沉重或充滿(man)松軟的(de)(de)(de)電線。
研究(jiu)報告的論文共同(tong)作者Elizabeth Meiklejohn在一份聲明中(zhong)指出：“它(ta)的感覺幾乎就像(xiang)一件輕便的夾克--比牛仔(zi)褲(ku)輕，但比禮服襯衫重。”據(ju)悉，她是羅(luo)德(de)島(dao)設計(ji)學院的一名研究(jiu)生(sheng)，用標準織(zhi)布機編織(zhi)了這種(zhong)織(zhi)物。
而(er)更重要的是。這種材(cai)料可以機洗。
來自麻省理工學院的(de)研究員兼這項(xiang)研究的(de)論(lun)文共同作者(zhe)Yoel Fink稱：“這項(xiang)研究的(de)成果為織物(wu)提供了一種傾聽我(wo)們身體和(he)周圍環境的(de)新方式(shi)。”
