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计算机也能"穿"在身上?智能穿戴未来空间无限大

分类:国内新闻 作者:Www.Dswey.Com 来源:1号站 发布:2020-12-03 12:17
      根据12月3日后在《自然》杂志官方网站之上发表的一篇文章,哈佛大学的研究人员开发出一种超灵敏、强弹性的应变传感器,可以嵌入纺织品和柔性机器人系统之中,它组装的智能织物在大多数情况之下都能保持其原有状态。比如,用这种智能面料制成的衣服,不仅可以让人在身上“穿”之上电脑,而且经过无数次的清洗和拉扯,仍然可以正常使用。
计算机也能"穿"在身上?智能穿戴未来空间无限大
    根据剑桥大学的预测,到2022年,使用智能纺织品的可穿戴产品市场将达到700亿美元。在智能织物研究领域,织物电子技术占有重要地位。在香山科学大会召开的座谈会之上,有关专家专门就织物电子、传感与计算的学术前沿、核心技术和应用前景进行了探讨。
 
    电子科技大学移动计算中心教授陈东义说:“织物电子是在纤维或纤维组件(或织物)的维度之上产生电路、传感(执行)、能量、计算和通信设备的电子技术。”,“基于织物电子的智能面料与服装,将推动人类社会走向泛智能时代,重构人类生活和生活方式,催生新兴的战略性产业。”
    据了解,织物电子是基于技术演进的新概念,涉及功能实现在传感执行和计算方面,这与柔性电子有明显的区别。”柔性电子学是在柔性或韧性塑料或薄金属衬底之上制造有机或无机材料的电子器件。它通常由4部分组成,即电子元件、柔性基板、交联导电体和粘合层。它主要是通过“印刷”来实现的。“然而,织物电子可以使用有机、无机和蛋白质纤维材料作为原料,也可以使用编织、刺绣、编织、熔喷和粘合等工艺,”陈说
    在织物电子技术之中,核心部件是织物电子器件织物电子是纤维或纤维组件(纱线、织物等),具有产生、传递、调制和测量电子的功能。“香港理工大学智能可穿戴研究中心的陶晓明教授说,有两种类型的织物电子设备。一种是利用具有电子功能的材料直接生成纤维、纱线或织物;另一种是将芯片等微电子器件组合成纤维,形成多功能织物。织物电子设备具有柔软、面积大、立体变形、重量轻、透气、穿着舒适等优点。
 
    考虑到电子设备的功能和耐磨性是织物电子发展的最大瓶颈
    现实情况是,我们能触摸到的智能织物主要嵌入在鞋子或衣服之上的智能设备,但这并不是织物电子的终极追求。
    “目前,织物电子的发展还处于起步阶段,传统电子领域的产品开发仍占主导地位。因此,大多数智能服装研究都集中在如何将设备和模块缝合或嵌入到衣服之中,以及如何增强可靠性和牢固性的技术问题,而忽视了纤维和织物电子产品的研发和加工技术。”陈东义指出。
    陶晓明认为,纺织电子技术可以将传统纺织品的舒适性和外观与电子产品的功能性和连通性结合起来,无疑具有很大的市场潜力。然而,纺织电子产品的可靠性、交叉兼容性、设备适用性、材料可用性和间接成本等方面的挑战阻碍了纺织电子产品的商业化。
    “织物电子设备或系统的形成需要传感技术、数据传输与存储技术、数据显示技术、能源供应技术、连接技术等的应用,如何在保持电子设备的功能性和可靠性的同时兼顾优异的耐磨性织物的最大瓶颈是织物电子的发展陶晓明说。
    她认为,理想的织物电子设备或系统在功能材料结构和性能方面仍存在一系列挑战。”阻碍织物电子系统发展的主要原因是设备性能不足、生产加工一致性不高、缺乏系统的研究和标准。”
    除了在达到电气性能的同时满足特定的机械和化学性能要求之外,织物电子的发展也面临着许多挑战。例如,设计过程包括结构和光纤层面的传感器、计算器或集成电路的构建,目前还没有成熟的设计自动化和分析工具;另外,目前电子织物对制造环境的影响很大,缺乏技术标准,试验方法和制造设备。
对此,陈东毅提到,织物电子可以在纳米材料和结构之上找到突破;传统电子、柔性电子和织物电子的结合是近期智能织物和服装商业化的重要途径。

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