當(dāng)大多數(shù)人想到可穿戴設(shè)備時,他們想到的是用戶佩戴在身上的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。然而,可穿戴設(shè)備市場已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這些設(shè)備的范疇??纱┐髟O(shè)備市場正從醫(yī)療保健和健身擴展到其他多個行業(yè)。通過在紡織工業(yè)中使用納米技術(shù),紡織制造商正在創(chuàng)造未來服裝。這些服裝被稱為“智能服裝”,是借助智能服裝技術(shù)制成的。這種智能服裝由智能手機驅(qū)動。它對人們的生活影響深刻而巨大。人手一部的智能手機與智能服裝相連接,將會進(jìn)一步推動智能服裝走向日?;?。如下所示:
可用于智能服裝的面料類型
智能服裝需要特殊的織物,以使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠監(jiān)測不同的環(huán)境和健康參數(shù),并允許嵌入其中的這些設(shè)備之間進(jìn)行通信。
▲金屬纖維
智能服裝制造商使用由金屬纖維制成的線來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)傳感器之間的互連。金屬纖維是通過刮削金屬板的邊緣或使用拉絲技術(shù)制成。金屬纖維可以充當(dāng)電極,從而幫助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測電生理活動,例如心電圖(ECG)。
▲導(dǎo)電油墨
導(dǎo)電元素可以嵌入傳統(tǒng)的印刷油墨中,并應(yīng)用于服裝的特定區(qū)域,使其具有導(dǎo)電性。銅、銀、金、鎳等元素有助于提高服裝的導(dǎo)電性,可作為印刷導(dǎo)電點或?qū)щ娋€路之用。
▲納米顆粒涂層
通常用來制作服裝的織物可以涂上納米顆粒。納米顆粒有許多好處,包括殺菌、防污和防水,例如,納米銀顆粒釋放出正離子,該離子可以殺死微生物。此外,二氧化硅納米顆粒可以產(chǎn)生足夠的表面張力,以確保液體顆粒形成珠子,并在衣服上滾動,而不是浸入其中。
▲鉻材料
鉻材料可以根據(jù)外部條件改變其顏色。這些材料主要用于時尚,以創(chuàng)造有趣的色彩變化設(shè)計,以響應(yīng)諸如熱或電的條件。根據(jù)刺激的類型,鉻材料可進(jìn)一步分為光致變色、熱致變色、電致變色、壓致變色和溶劑變色,可分別對光、熱、電、壓力和液體或氣體作出反應(yīng)。
智能服裝應(yīng)用
▲醫(yī)療保健
與其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備類似,智能服裝可以幫助跟蹤個人的身體活動并監(jiān)測生命體征。由于人們可以主動監(jiān)測并照顧自己的健康,因此穿著智能服裝將消除頻繁去診所的需要。在懷孕期間,監(jiān)測傳感器也是有益的。當(dāng)有人說“救生帶”時,你會想到什么?你可能會想到求生圈,它可以在緊急情況下幫助落水的人。但是,智能服裝可以幫助創(chuàng)造救生帶,孕婦可以將其佩戴在腹部周圍。救生帶使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器監(jiān)測母親和胎兒的健康,例如,PregSense監(jiān)測儀是一條救生帶,它不僅可以監(jiān)測母親的健康狀況,而且還可以映射胎兒的圖像并測量其心律。
▲軍事和國防
智能服裝中的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以確定戰(zhàn)場環(huán)境中有害氣體的存在和水平,并允許軍方有效減輕有害氣體造成的危害。智能服裝還可以檢測士兵因輕傷而失血的跡象和數(shù)量,并將信息發(fā)送給醫(yī)療專業(yè)人員,以便他們采取適當(dāng)?shù)拇胧?/div>
▲運動服
體育愛好者長期以來一直在手臂或腿部使用物聯(lián)網(wǎng)穿戴式設(shè)備來監(jiān)測其健身狀況和其他健康參數(shù)。但是,智能服裝將消除在身體上佩戴額外物聯(lián)網(wǎng)傳感器的需要,因為它們將嵌入到常規(guī)服裝中。運動服的設(shè)計是為了在鍛煉或體育活動中為人們提供舒適性,而智能服裝可以進(jìn)一步提升運動服的舒適性。澳大利亞工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種仿生文胸,它可以根據(jù)乳房的運動而變化。前面提到的導(dǎo)電油墨纖維可以幫助制造此類文胸。智能文胸可以根據(jù)乳房的運動收緊或放松肩帶,以防止任何疼痛或下垂。
智能服裝面臨的挑戰(zhàn)
智能服裝技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)包括智能服裝的價格和耐用性,以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)量和復(fù)雜性等技術(shù)問題。盡管智能服裝技術(shù)有許多好處和應(yīng)用,但也存在一些挑戰(zhàn),阻礙了企業(yè)和公眾對智能服裝的大規(guī)模采用。
▲價格和耐用性
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)嵌入服裝的成本增加了服裝的制造價格,使其售價高昂。如果價格降至合理水平,許多消費者將準(zhǔn)備購買智能服裝。盡管價格很高,但智能服裝缺少耐用性和可靠性,例如,智能服裝需要物聯(lián)網(wǎng)傳感器才能正常工作,而清洗服裝可能會導(dǎo)致其故障。為了使智能衣服耐用且可靠,就應(yīng)該嵌入防水、可水洗的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
▲傳感器精度
智能服裝中可以嵌入不同類型的傳感器,但其精度在使用前無法確定。而且,一旦嵌入衣服,更換物聯(lián)網(wǎng)傳感器意味著要撕破衣服。這意味著智能服裝的任何單個組件的故障或不準(zhǔn)確性都會使整個服裝失效。
▲電池問題
由于無法完全依靠電池,因此大多數(shù)可穿戴設(shè)備都具有充電功能。不過,給衣服充電聽起來很奇怪。如果電池是嵌入式的,那么同樣會引發(fā)類似物聯(lián)網(wǎng)傳感器的耐用性問題。電池壽命取決于多種因素,例如DOD效應(yīng)、溫度效應(yīng)等。如果這些因素中的任何一個導(dǎo)致電池壽命縮短,那么智能服裝的功能壽命也會縮短,它們將從智能服裝變成普通服裝。