
用金属和纺织纱线编织的线程计算机可用来制作服装。图片来源:Hamilton Osoy
智能手表等可穿戴设备可以监测心率或体温,但通常只涉及一种身体信号,无法反映身体的整体运行状况。现在,美国麻省理工学院的Yoel Fink和同事开发出一种可以缝进衣服的计算机,可记录大多数医疗传感器无法捕捉的全身数据。
这种计算机由芯片制成,通过铜线和弹性纤维连接在一起。每个线程有256千字节的内存——相当于一个简单的计算器,同时配备了可以监测体温、心率和身体运动的传感器,并具有蓝牙功能,以便各个线程之间进行通信。2月26日,相关研究成果发表于《自然》。
“这意味着它们可以共同收集身体特定位置的数据,理论上,人工智能可以利用这些数据更准确地监测人体的健康状况。”Fink说,“我们正越来越接近这样一个目标,即为织物编写应用程序监测健康状况,做各种手机无法做到的事情。”
为了制作单个线程,Fink和同事将芯片折叠成三维结构,并将其连接在铜线上。随后,他们用塑料保护套将铜线包裹起来,再装进一根细管中,最后用棉花或凯芙拉合成纤维等织物将管子包裹起来。
为了进行测试,研究人员将4根线程缝进了一个人的裤腿和袖子中。他们发现,这些线程可以识别这个人的不同动作,如弓步、深蹲和手臂环绕等。
研究团队目前正在一场北极探险中测试用线程计算机制作的衣服,北极探险是加拿大军队年度军事演习“纳努克行动”的一部分。Fink表示,这些衣服将记录身体不同部位的温度和数据,有朝一日可用于保护处于极端环境中的人员。
英国诺丁汉特伦特大学的Theo Hughes-Riley说,除了记录运动情况外,它还有助于检测穿戴者是否跌倒了。
Hughes-Riley说,由于无须将传感器连接在一起,这种设计比其他电子织物简单得多。研究人员还证明,这种线程可以用水清洗,但他们还没有使用过洗涤剂。因此,该线程计算机在被广泛应用之前,还需证明其在日常使用中的耐用性。(赵宇彤)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08568-6
《中国科学报》 (2025-03-05 第2版 国际)