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(you)這種(zhong)材料(liao)制成的(de)衣(yi)服將有(you)可能(neng)可以通(tong)過(guo)接收我(wo)們(men)皮膚上的(de)振動(dong)來持續監測我(wo)們(men)的(de)心臟或呼吸頻率，為(wei)我(wo)們(men)提供接聽電話和通(tong)過(guo)我(wo)們(men)的(de)服裝進行溝通(tong)的(de)選擇并(bing)作為(wei)一種(zhong)助聽器來幫助那些有(you)聽力損失(shi)的(de)人在嘈雜的(de)環(huan)境中穿梭(suo)。
來(lai)自新加(jia)坡南洋理工大學(xue)的(de)助理教授、這項研究的(de)論文第一(yi)作者Wei Yan表示，這種織物(wu)還可以(yi)跟航天器的(de)皮膚結合以(yi)傾聽太(tai)空塵埃，或(huo)嵌入建筑物(wu)來(lai)檢測(ce)裂縫或(huo)應變，“它(ta)甚至還可以(yi)被編(bian)織成一(yi)張智能網(wang)來(lai)監測(ce)海(hai)洋中的(de)魚類。”
智能(neng)織物產品就這個全新(xin)的(de)聲(sheng)學布(bu)，是相對較(jiao)新(xin)的(de)工(gong)程(cheng)努力，在過去幾年里一直在發展。如(ru)我們已經看到像變色衣服和(he)能(neng)像人類皮膚一樣“出汗”的(de)材料的(de)興起。這些都涉及創新(xin)技術，如(ru)智能(neng)手機應用的(de)兼容性和(he)復雜的(de)微流(liu)體(ti)平(ping)臺。
以下為這種跟聲音(yin)有(you)關的新材料(liao)的工作原理：
一(yi)(yi)種由壓電(dian)材料(liao)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)柔性纖維--一(yi)(yi)種對電(dian)信(xin)號敏感(gan)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)--被編織在(zai)織物(wu)中。雖(sui)然我(wo)們穿的(de)(de)(de)衣服可以接收到我(wo)們附近的(de)(de)(de)聲(sheng)音(yin)振動，但我(wo)們無法真正(zheng)感(gan)知到它們，因(yin)為隆隆聲(sheng)是在(zai)納(na)米(mi)尺(chi)度上(shang)運作的(de)(de)(de)。而這正(zheng)是該(gai)研究團(tuan)隊研發的(de)(de)(de)纖維的(de)(de)(de)作用(yong)。它捕捉這些微小(xiao)的(de)(de)(de)振動，并將(jiang)其轉(zhuan)化為電(dian)信(xin)號，然后記錄在(zai)一(yi)(yi)個(ge)設備上(shang)供(gong)以后檢查。研究人(ren)員(yuan)指(zhi)出，他們的(de)(de)(de)設計靈感(gan)來自(zi)于人(ren)類(lei)耳朵的(de)(de)(de)工(gong)作方式，這涉及(ji)到一(yi)(yi)個(ge)類(lei)似的(de)(de)(de)振動到信(xin)號的(de)(de)(de)轉(zhuan)換過(guo)程(cheng)，不過(guo)它需要一(yi)(yi)個(ge)額外的(de)(de)(de)步驟來處理壓力。
測試一個交互式服裝
作為原理證(zheng)明，該團隊將用這種特(te)殊纖(xian)維編織的(de)服裝暴露在一系列聲(sheng)音振動(dong)中。結果它成功地將振動(dong)--人(ren)類無法辨別的(de)振動(dong)--轉換成適當的(de)電(dian)信(xin)號。
該(gai)項研究(jiu)的(de)(de)(de)論文共同作(zuo)者(zhe)、麻省理工學院的(de)(de)(de)一(yi)名研究(jiu)員(yuan)Grace Noel在(zai)一(yi)份(fen)聲明中介紹稱：“這(zhe)表明膜上纖(xian)維的(de)(de)(de)性能可(ke)跟(gen)手持(chi)式麥克風媲美。在(zai)另一(yi)方(fang)面，該(gai)團隊還(huan)決定(ding)看看這(zhe)種織物是(shi)否可(ke)以(yi)被反向設(she)計(ji)，進而不僅可(ke)以(yi)檢測聲音振動(dong)并將其轉換(huan)為可(ke)用的(de)(de)(de)電(dian)氣數據，還(huan)可(ke)以(yi)作(zuo)為揚聲器操作(zuo)將電(dian)氣數據轉換(huan)回我們可(ke)以(yi)聽(ting)到的(de)(de)(de)振動(dong)。”
為此，研(yan)究人員(yuan)錄制了(le)一串話并(bing)(bing)將錄音輸入到纖(xian)維中(zhong)，與(yu)此同時還(huan)對其施加了(le)電壓功率。結果是，這款(kuan)服(fu)裝(zhuang)接收了(le)電信號并(bing)(bing)以(yi)相反的方式進(jin)行了(le)轉換--播放我們(men)的耳朵可(ke)以(yi)檢測(ce)到的聲音振動。不過(guo)該團隊并(bing)(bing)沒有就此止(zhi)步。他們(men)展開了(le)更多(duo)的實(shi)驗，以(yi)真正了(le)解(jie)這種(zhong)織(zhi)物(wu)可(ke)以(yi)延伸到什么程度。有兩個實(shi)驗特別(bie)值(zhi)得注意：
第一個實驗(yan)是(shi)研(yan)究人員將織物縫在(zai)一件襯衫的背面(mian)，然后他(ta)們在(zai)以各種(zhong)姿勢站立時拍打他(ta)們的手(shou)。這個想法(fa)是(shi)要看看布板是(shi)否能接收到(dao)聲(sheng)音來自(zi)哪個方向。結(jie)果它做(zuo)到(dao)了(le)。Noel說道：“在(zai)3米遠的地方，布料(liao)能夠探測到(dao)1度以內的聲(sheng)音角度。”
第二個實驗是(shi)，研(yan)究小組將一(yi)根纖維縫制在襯衫的內襯上并覆蓋在胸部(bu)區(qu)域，然(ran)后讓一(yi)名健康的志(zhi)愿(yuan)者穿上這件衣服。正如預期的那樣(yang)，它準確地監測了志(zhi)愿(yuan)者的心跳。令人震驚的是(shi)，該研(yan)究指出，幾(ji)乎任(ren)何用這種纖維織(zhi)成的織(zhi)物都不會變(bian)得沉重或充(chong)滿(man)松軟的電線。
研(yan)究報(bao)告的(de)論文共同作者Elizabeth Meiklejohn在一份聲明中指出：“它的(de)感覺(jue)幾乎就像(xiang)一件輕(qing)便的(de)夾(jia)克--比(bi)牛(niu)仔褲輕(qing)，但(dan)比(bi)禮服襯衫重(zhong)。”據悉，她是羅德(de)島設計學院的(de)一名研(yan)究生(sheng)，用標(biao)準織(zhi)布(bu)機編織(zhi)了這種(zhong)織(zhi)物。
而(er)更重要的是。這種材料可以機洗。
來自麻省(sheng)理工學(xue)院的研究員兼(jian)這項研究的論文共同作者(zhe)Yoel Fink稱(cheng)：“這項研究的成果為織物提(ti)供了(le)一種傾(qing)聽我們身體和周圍環境的新方式。”
