麻省理工学院的研究人员已经创造出第一种具有数字功能的纤维，这种纤维在被缝进衬衫后，能够感知、存储、分析和推断活动。约尔·芬克，他是材料他是电子研究实验室的首席研究员，也是这项研究的资深作者，他说，数字纤维拓展了织物揭示人体隐藏模式的可能性，这可以用于物理性能监测，医学推断和早期疾病检测
或者，你可能有一天会把你的婚礼音乐储存在你在大日子穿的礼服里——稍后再说。
到目前为止，电子纤维一直是模拟纤维——携带连续的电信号——而不是数字纤维，在数字纤维中，离散的信息可以用0和1进行编码和处理。芬克说:“这项工作首次实现了一种具有数字存储和处理数据能力的织物，为纺织品增加了新的信息内容维度，并允许对织物进行编程。”
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内存和更多
这种新型纤维是通过将数百个方形硅微尺度数字芯片放入预制体中，然后用于制造聚合物纤维而制成的。通过精确控制聚合物的流动，研究人员能够在芯片之间创造出一种长达数十米的连续电连接纤维。
这种纤维本身很薄，很柔韧，可以穿过针，缝制成织物，至少洗10次而不会损坏。博士生加布里埃尔·洛克说:“当你把它放进衬衫里时，你根本感觉不到它。你不会知道它在那里。”
他说，制造一种数字纤维“打开了不同领域的机遇，实际上解决了功能性纤维的一些问题。”
例如，它提供了一种从光纤末端的一点控制光纤中的单个元素的方法。“你可以把我们的纤维想象成一条走廊，这些元素就像房间，它们每个都有自己独特的数字房间号，”洛克解释道。研究小组设计了一种数字寻址方法，使他们可以“打开”一个元素的功能，而不是打开所有的元素。
数字光纤还可以在内存中存储大量信息。研究人员能够在光纤上写入、存储和读取信息，包括一个767千字节的全彩短电影文件和一个0.48兆字节的音乐文件。这些文件在没有电的情况下可以保存两个月。
洛克说，当他们为这种纤维想出“疯狂的想法”时，他们想到了一些应用程序，比如一件婚纱，它可以在织物的编织中存储数字婚礼音乐，或者甚至把这种纤维的创造过程写入组件中。
芬克指出，麻省理工学院的这项研究是与罗得岛设计学院(RISD)纺织系密切合作的，该系由阿奈斯·米萨基安教授领导。来自罗德岛设计学院的副教授Anna Gitelson-Kahn将数字纤维整合到针织服装的袖子中，从而为创造第一件数字服装铺平了道路。
对身体的人工智能
通过在纤维存储器中包含1650个连接的神经网络，这种纤维还向人工智能领域迈出了几步。把它缝在一件衬衫的腋窝周围后，研究人员使用这种纤维收集了穿着这件衬衫的人270分钟的体表温度数据，并分析了这些数据与不同的体育活动之间的对应关系。根据这些数据进行训练，这种纤维能够以96%的准确率确定佩戴它的人所从事的活动。
研究人员表示，在纤维中添加人工智能组件进一步增加了其可能性。洛克说，随着时间的推移，带有数字组件的织物可以收集人体的大量信息，而这些“丰富的数据”非常适合机器学习算法。
他说:“这种织物可以提供大量和高质量的开源数据，用于提取我们以前不知道的新的人体图案。”
有了这种分析能力，这些纤维有一天可以实时感知并提醒人们健康状况的变化，比如呼吸衰竭或心率不齐，或者在训练期间向运动员提供肌肉激活或心率数据。
光纤由一个小型外部设备控制，因此下一步将是设计一个新的芯片作为微控制器，可以在光纤内部连接。“当我们能做到这一点时，我们可以称之为光纤计算机，”洛克说。
来源:麻省理工学院
