穿衣服就能測量心跳!智慧服飾概念興起,清洗、運動都沒問題

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疫情延燒一年多,使得人們對健康監測的興趣漸濃,加速許多健康和健身App的開發,相關科技應用在穿戴設備上尤其顯著,如 Apple Watch、小米手環等設備在不斷地推陳出新中逐漸搭載更多健康監測功能,吸引更廣泛的客群使用。

就在大家看好穿戴式設備興起之際,「智慧服飾」的概念也於近期誕生,它的出現是否會取代目前蔚為潮流的智慧手錶、手環等裝置?

透過奈米碳管纖維,穿衣服就能測量身體狀況

據顧問公司 Gartner 的最新預測,2021 年全球可穿戴設備的消費總額將達到 815 億美元,較 2020 年的 690 億美元增長 18.1%,並有望於 2022 年再增長 15%。雖然可穿戴設備目前還算是個相對小眾的市場,在成主流前還有很長的路要走,不過不可否認的是,經歷一場疫情,可穿戴設備市場獲得許多競爭優勢,如具備血氧偵測功能的智慧手錶,就吸引很多關心疫情的消費者購買,各大品牌也都不斷開發新功能來滿足消費者。

隨著監康監測技術愈加成熟,「智慧服飾」這項新科技也正迅速發展,並被看好取代現有的手環式設備。

萊斯大學布朗工程學院實驗室(Rice University Brown School of Engineering’s lab)研究人員創造出一種柔性「奈米碳管纖維」(Carbon Nanotube Fibers)作為服飾材質,鑑於奈米碳管堅固且可導電的特性,編織成服飾後可感測人體的狀況,成為下一代穿戴式設備的熱門材料。

奈米碳管纖維可以與佩戴者的皮膚保持穩定的接觸,並透過藍牙與電子設備連結,提供即時數據,若將之納入服裝製程,預期未來測量身體數值能更加簡單。研究人員將奈米碳管纖維縫入運動服中測試,它不僅能夠長時間監測使用者心率,還能繪製出心電圖。

此外,奈米碳管纖維還有一項優勢,就是不易斷裂,可承受穿戴者頻繁的運動及日常清洗。萊斯大學主導奈米碳管纖維研究的研究生之一 Lauren Taylor 說:「奈米碳管纖維現在唯一要改進的是,製成的襯衫必須緊貼胸部,才能有最好的效果,未來的研究方向,我們希望能在衣服中更大量使用奈米碳管,讓它有更多表面積與皮膚接觸。」

Smart clothing_carbon nanotube fibers
萊斯大學研究生 Lauren Taylor 展示了一件帶有奈米碳管纖維的上衣,可以持續監測穿著者的心臟活動。

奈米碳管材質環保,未來應用將普及

自 2013 年奈米工程教授 Matteo Pasquali 的實驗室首度研發出奈米碳管纖維後,該材料已被應用於修復受損心臟、腦機介面及柔性天線等多項設備。據 Lauren Taylor 說法,最初的奈米碳管纖維只有約 22 微米寬,對於縫紉機來說實在太細無法處理,因此研究人員使用製繩機將纖維變成普通線的尺寸,才有辦法進一步用在實驗中。

克服完「線」的難關,接下來要面對的就是如何與皮膚更多地接觸,Taylor 目前正在考慮調整鋸齒形圖案以及加強奈米碳管纖維的拉伸程度,如果成功,這種纖維甚至可以嵌入天線或 LED,未來智慧服飾將不只能畫心電圖,連力量消耗或呼吸頻率它都能一清二楚。

不只是服飾,奈米碳管纖維其他的潛在用途包含自駕車的介面和軍裝中的防彈保護,而它另一項最大的優勢是,製造過程相當環保。奈米碳管可以直接透過分解碳氫化合物提取,並且過程中還能製造乾淨的氫氣。若未來能大量生產,智慧服裝也可能因此受惠而更加普及。

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萊斯大學實驗室使用的定制設備,可將奈米碳管纖維編織成更粗的線以進行縫紉。

智慧服飾風潮正夯,襪子、帽子都能有不同功能

要穿到利用奈米碳管纖維製作而成的衣服,短期內機會可能無法實現,不過普渡大學(Purdue University)的工程師倒是進行了另一項實驗,他們將現有的布料改造,利用自行研發的新型噴塗/縫紉方法,在柔性絲綢線圈放入纖維,使其能從環境中的 Wi-Fi 或無線電波收集能量,透過這種方式,可將任何傳統布料變成可清洗的無電池可穿戴設備。

其他包含布魯克林的新創公司 Nextiles,直接將電路縫在袖子、襯衫和褲子上;三星發展的智慧襯衫可以測量佩戴者呼吸的頻率和強度,協助檢測肺部疾病;泳裝品牌 Neviano 的連身泳衣可以檢測紫外線的強度,向使用者的手機發送警告。當然可能不只衣物,我們還能從襪子知道使用者當天的運動狀況,而帽子可以觀察人的體溫。

隨著智慧服裝將在未來幾年內被大量開始採用,它極有可能變成我們日常生活的一部分,並且更加智慧,呈現更多面向,取得更多數據去分析使用者身體的狀況。

資料來源:TechHQFuturity

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