智能紡織的再創(chuàng)新
——沒(méi)有電子設(shè)備，直接在衣服內(nèi)儲(chǔ)藏信息

文/包頎玥

美國(guó)華盛頓大學(xué)(University of Washington)開(kāi)發(fā)出一種新型智能面料，這種面料經(jīng)裁剪加工做成夾克衫后，可儲(chǔ)存隱形密碼而不需要任何機(jī)載電子設(shè)備或傳感器，這給新一代智能紡織品的研發(fā)創(chuàng)造了新的途徑。這類(lèi)服裝纖維隱形密碼又為打開(kāi)公寓或辦公室的房門(mén)提供了相關(guān)的技術(shù)支持。

這是一種可儲(chǔ)存從安全碼到識(shí)別標(biāo)簽的面料和服飾，無(wú)需任何主板控制的電子設(shè)備或傳感器。在2017年，一位美國(guó)科學(xué)家就在美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(Association for Computing Machinery)“用戶(hù)界面軟件和技術(shù)研討會(huì)”上發(fā)表過(guò)一篇論文。他們改變了之前未開(kāi)發(fā)的現(xiàn)成導(dǎo)電纖維的磁性，可以使用嵌入在現(xiàn)有智能手機(jī)中的儀器讀取數(shù)據(jù)，以啟用導(dǎo)航應(yīng)用程序。該大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家與工程學(xué)院副教授保羅·G·艾倫、資深作家希亞姆·古拉科塔聯(lián)合提出：“這是一種完全沒(méi)有電子元件的智能服裝，這意味著消費(fèi)者可熨燙這種智能布料，也可把它放進(jìn)洗衣機(jī)洗滌和用烘干機(jī)烘干。甚至可把布料想象成一塊硬盤(pán)，即直接在衣服上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。”

如今，大多數(shù)用戶(hù)使用的智能服裝都是將導(dǎo)電線(xiàn)(可攜帶電流的縫紉線(xiàn)或刺繡線(xiàn))縫入服裝，幾乎不能直接與服裝纖維融合，而直接利用服裝面料儲(chǔ)存信息的尚未出現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)讓人在不用金屬導(dǎo)線(xiàn)的情況下，就可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這的確還很新奇。

華盛頓大學(xué)研究人員進(jìn)一步意識(shí)到，之所以這種纖維能導(dǎo)電，是因?yàn)橛行├w維內(nèi)隱含了一種磁性，可用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或視覺(jué)信息，如字母或數(shù)字。這些數(shù)據(jù)可通過(guò)磁強(qiáng)計(jì)讀取，磁強(qiáng)計(jì)是一種廉價(jià)的儀器，可測(cè)量磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度，大多數(shù)智能手機(jī)都內(nèi)置了這類(lèi)磁強(qiáng)計(jì)。

這類(lèi)紡織纖維幾乎不耗電，因此讀取這類(lèi)數(shù)據(jù)的成本可忽略不計(jì)。在一次試驗(yàn)中，他們將密碼存儲(chǔ)在一縫入襯衫袖口的導(dǎo)電布料上，然后在一排磁強(qiáng)計(jì)前揮動(dòng)袖口，發(fā)出的數(shù)據(jù)就打開(kāi)了一扇智能開(kāi)關(guān)門(mén)。

該大學(xué)研究人員用此材料還研發(fā)出智能領(lǐng)帶、智能腰帶、智能項(xiàng)鏈和腕帶等時(shí)尚配飾，并通過(guò)用智能手機(jī)在其間滑動(dòng)以解碼數(shù)據(jù)。研發(fā)人員還在傳統(tǒng)的縫紉機(jī)上用現(xiàn)成的導(dǎo)電刺繡進(jìn)行縫紉，導(dǎo)電纖維紗線(xiàn)的磁極順序是隨機(jī)的，因此不會(huì)產(chǎn)生交叉短路，然后通過(guò)織物摩擦，磁性自然產(chǎn)生，研究人員利用物理學(xué)的兩極正負(fù)排列方向，讓電流數(shù)據(jù)產(chǎn)生出來(lái)。經(jīng)測(cè)試，在一周的時(shí)間內(nèi)，這類(lèi)纖維產(chǎn)生的磁性信號(hào)強(qiáng)度僅減弱了30%，不過(guò)這種織物可多次磁化和重新編程。在壓力測(cè)試中，即使在高達(dá)320華氏溫度下進(jìn)行洗衣機(jī)洗滌，干燥和熨燙之后，這種織物上也仍保留著原有的數(shù)據(jù)。

這與當(dāng)今許多附帶電子設(shè)備的智能服裝形成鮮明的對(duì)比，它們?nèi)孕枰獧C(jī)載電子設(shè)備或傳感器才能工作。客戶(hù)若被雨淋濕，或忘記拆下電子產(chǎn)品，直接把這類(lèi)智能服裝扔進(jìn)洗衣機(jī)洗滌、那就可能產(chǎn)生麻煩。而用這類(lèi)磁性纖維織造的服裝卻不會(huì)有任何麻煩。

該團(tuán)隊(duì)還演示了磁化織物可與口袋里的智能手機(jī)進(jìn)行互動(dòng)。研究人員因此開(kāi)發(fā)了一種手套，這種手套的指縫間有導(dǎo)電纖維，可用來(lái)在智能手機(jī)上做手勢(shì)。每個(gè)手勢(shì)都會(huì)產(chǎn)生不同的磁性信號(hào)，觸發(fā)特定的動(dòng)作，比如播放音樂(lè)或暫停。專(zhuān)家認(rèn)為，有了這個(gè)系統(tǒng)，消費(fèi)者就可輕易將其與身外的智能設(shè)備進(jìn)行交互，而不需要經(jīng)常從口袋里拿出手機(jī)來(lái)。在研究小組的測(cè)試中，手機(jī)能夠識(shí)別六種手勢(shì)——左鍵、右鍵、向上滑動(dòng)、向下滑動(dòng)、點(diǎn)擊和向后點(diǎn)擊——準(zhǔn)確率高達(dá)90%。他們未來(lái)的工作重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)能產(chǎn)生更強(qiáng)磁場(chǎng)并能存儲(chǔ)更高密度數(shù)據(jù)的定制紡織品。