衣服上的3D-Touch

本刊記者 陳金燦

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衣服上的3D-Touch

本刊記者 陳金燦

特殊的“智能”紗線和織物傳感器使可觸控感應(yīng)的智能服裝成為可能。

在iPad、手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備上進(jìn)行各種觸摸感應(yīng)操作早已司空見慣，但如果觸摸一下衣服就能接打電話、開啟音樂，甚至能跟蹤你的身體健康狀況、調(diào)節(jié)家中的燈光，會(huì)不會(huì)覺得那些智能手環(huán)、智能手表什么的都弱爆了？

近期，司承電子科技（上海）有限公司在上海創(chuàng)博會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)展示了這項(xiàng)新奇技術(shù)，司承電子科技在一塊普通的牛仔布上，使用電腦繡花機(jī)把特殊的紗線刺繡在表面，形成一塊10厘米見方的感應(yīng)區(qū)域，人手接近該區(qū)域3-5厘米的懸空范圍內(nèi)，即可發(fā)生感應(yīng)，當(dāng)觸摸到感應(yīng)區(qū)域的紗線時(shí)，則可以精確的感應(yīng)出觸摸的位置和壓力，簡(jiǎn)直就像放在衣服上的3D-Touch。帶著對(duì)我國(guó)紡織業(yè)“祖師爺”的敬意，他們把這項(xiàng)自主研發(fā)的項(xiàng)目定名為：Project Zodiac Lady——黃道婆計(jì)劃。

具有“觸屏”功能的紡織品

其實(shí)，關(guān)于紡織品的觸控感受功能，早在2015年6月份的Google IO大會(huì)上，谷歌就曾發(fā)布過這項(xiàng)新奇技術(shù)，谷歌稱為Project Jacquard（提花機(jī)計(jì)劃），而該項(xiàng)計(jì)劃就是由谷歌先進(jìn)技術(shù)和項(xiàng)目部門（ATAP）所主導(dǎo)研發(fā)的技術(shù)，能夠采用特殊的紗線，經(jīng)過紡織、縫紉或者刺繡把看似普通的紡織品變成觸控感應(yīng)的平面，如果穿在身上便可以直接用衣服來(lái)接聽電話、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)跟蹤等等。

據(jù)司承電子科技首席技術(shù)官李鵬介紹：黃道婆計(jì)劃與谷歌的提花機(jī)計(jì)劃類似，采用了一種特殊的紗線來(lái)進(jìn)行觸摸和壓力的傳感。這種紗線內(nèi)部嵌入了導(dǎo)電纖維，外部經(jīng)過一定的浸潤(rùn)處理，使得紗線具有了針對(duì)線體應(yīng)變感應(yīng)的能力，經(jīng)過精密的電信號(hào)采集處理電路，實(shí)現(xiàn)了類似谷歌提花機(jī)計(jì)劃的觸摸效果。

其實(shí)在谷歌和司承電子科技之前，智能服裝的概念早已經(jīng)存在，但大多是對(duì)成品服裝進(jìn)行改造，例如通過在服裝上增加硬件、電路、傳感器的方式監(jiān)測(cè)用戶的心率、呼吸，或者添加太陽(yáng)能電池板和電纜，這樣出門時(shí)手機(jī)可以直接連接衣服上的USB口進(jìn)行太陽(yáng)能充電。

然而這種外置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不困難，但在穿著舒適性和靈活性、輕便性等方面還是略顯“笨拙”，所以研究人員開始瞄準(zhǔn)了從衣服的原材料“開刀”——將導(dǎo)電纖維和普通紗線紡織在一起。這樣做出的布料本身就可以具有觸控功能，使用這種布料制作的服裝穿起來(lái)也更加舒服。

據(jù)悉，這種傳導(dǎo)紡線是由特殊材質(zhì)制成，非常強(qiáng)韌，能夠適應(yīng)紡織品的織造流程，但同時(shí)又十分美觀，可以跟很多材料進(jìn)行混紡，包括亞麻、絲綢、棉和羊毛制品等。普通紡線多是捻成的，因此非常脆弱，很容易斷。而特殊設(shè)計(jì)的紡線采用了編織工藝，如果對(duì)其進(jìn)行拉伸，紡線會(huì)產(chǎn)生收縮并變得更加強(qiáng)韌，甚至徒手也無(wú)法扯斷它。

據(jù)幫助谷歌開發(fā)智能服裝技術(shù)的一家名為TE Connectivity的公司透露，目前已開發(fā)出一個(gè)“概念驗(yàn)證”，能夠幫助傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)企業(yè)通過整合車間和工序，以研發(fā)智能或通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的紡織品。

織物傳感器應(yīng)用前景廣闊

隨著互聯(lián)網(wǎng)及4G時(shí)代的普及和快速發(fā)展，中國(guó)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)即將迎來(lái)新一輪的高速增長(zhǎng)，而中國(guó)市場(chǎng)由于其龐大的消費(fèi)人群將促使其成為全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的核心。司承電子科技等一批國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)敏銳地把握到了智能服裝行業(yè)即將到來(lái)的風(fēng)口。

雖然，智能服裝前景廣闊，但能否被市場(chǎng)所接受，“可穿性”是前提，而柔性傳感技術(shù)是最為關(guān)鍵的一步。司承電子科技CEO陳功表示，要使得織物擁有可穿性和舒適性，最重要的是將傳感器和面料紗線融為一體，而織物傳感器和大面積柔性壓力傳感器是司承電子科技紅丸科技實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)6年研究開發(fā)的前沿科技成果，統(tǒng)稱Sense-Joint系列傳感器。這種特制紗線的性質(zhì)與普通紗線無(wú)異，可以進(jìn)行染色、水洗、紡織、刺繡、縫紉等常規(guī)操作，如果出現(xiàn)斷頭，只需縫合即可，不影響功能，是一項(xiàng)非常適合產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。

因此，織物傳感器的應(yīng)用不言自明，特別是大面積柔性壓力傳感器因?yàn)榧夹g(shù)成本低廉、加工方便、材料可隨意裁剪拼接、防水性好和壽命長(zhǎng)達(dá)幾百萬(wàn)次的優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療、健康、智能家居、可穿戴設(shè)備等各方面的應(yīng)用前景廣闊。

陳功稱，現(xiàn)在很多的智能手環(huán)、智能手表，每天都產(chǎn)生了大量的人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，但除了一個(gè)單純的數(shù)據(jù)，并沒有涉及到專業(yè)的分析和建議。司承電子科技是國(guó)內(nèi)較早致力于智能應(yīng)變傳感器研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和消費(fèi)級(jí)應(yīng)用的高科技公司，在新材料、傳感器結(jié)構(gòu)、檢測(cè)技術(shù)、應(yīng)用算法等領(lǐng)域擁有多項(xiàng)專利技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。我們希望Sense-Joint系列傳感器能夠建立起人類生活與智能硬件產(chǎn)品之間的數(shù)字化橋梁。

目前，司承電子已與上海體育學(xué)院達(dá)成了戰(zhàn)略合作，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)成果的專業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品化和產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟，并與多家企業(yè)或機(jī)構(gòu)在智能家居、健康運(yùn)動(dòng)裝備、可穿戴設(shè)備等方向達(dá)成了深度研發(fā)和產(chǎn)品合作意向。預(yù)計(jì)明年春季，有部分產(chǎn)品將批量投放市場(chǎng)。

無(wú)獨(dú)有偶，國(guó)內(nèi)還有一家旨在成為全球領(lǐng)先的柔性傳感器技術(shù)供應(yīng)商的珠海安潤(rùn)普科技有限公司研發(fā)的一款獨(dú)特的SOFTCEPTORTM柔性傳感技術(shù)研發(fā)出的智能服裝，柔軟度接近人體皮膚，能靈敏捕捉人體內(nèi)外細(xì)微的形變、壓力變化等，感應(yīng)監(jiān)測(cè)人體呼吸、心率、腰圍、肌肉維度、情緒變化等數(shù)據(jù)，可作為健康、保健、美容、美體等客觀指標(biāo)，將對(duì)人的關(guān)愛置于無(wú)聲無(wú)息的日常穿戴中。據(jù)悉，該公司的智能服裝產(chǎn)品不久后將投放市場(chǎng)。

未來(lái)，即使是不了解電子器件的服裝設(shè)計(jì)師也能用這樣的布料進(jìn)行多種多樣的設(shè)計(jì)，任意添加新的功能，制作出極富創(chuàng)意的服裝產(chǎn)品。據(jù)谷歌透露，目前已與知名牛仔服裝品牌Levi’s簽訂了合作協(xié)議。如果研發(fā)順利，谷歌預(yù)計(jì)明年將有2600萬(wàn)件智能服裝在美國(guó)上市，并隨之向開發(fā)者社區(qū)開放API，以便讓開發(fā)者們自由設(shè)計(jì)可在衣服上使用的應(yīng)用。

據(jù)尚普咨詢發(fā)布的《2015-2020年中國(guó)智能穿戴行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查研究報(bào)告》顯示，我國(guó)智能穿戴設(shè)備有望在2016年達(dá)到1.71億的出貨量。盡管這份報(bào)告并不一定準(zhǔn)確，但以其為參照，我們可以預(yù)見全球整個(gè)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的容量不容小覷。

也就是說(shuō)，可觸控感應(yīng)的智能服裝并不僅僅是一個(gè)概念而已，它真的有可能在某一天被我們穿在身上。