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，會不會覺得那些智能手環(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)博會的現(xiàn)場展示了這項新奇技術(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，則可以精確的感應(yīng)出觸摸的位置和壓力，簡直就像放在衣服上的3D-Touch。帶著對我國紡織業(yè)“祖師爺”的敬意，他們把這項自主研發(fā)的項目定名為：Project Zodiac Lady——黃道婆計劃。

具有“觸屏”功能的紡織品

其實，關(guān)于紡織品的觸控感受功能，早在2015年6月份的Google IO大會上，谷歌就曾發(fā)布過這項新奇技術(shù)，谷歌稱為Project Jacquard（提花機(jī)計劃），而該項計劃就是由谷歌先進(jìn)技術(shù)和項目部門（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接聽電話、進(jìn)行運(yùn)動跟蹤等等。

據(jù)司承電子科技首席技術(shù)官李鵬介紹：黃道婆計劃與谷歌的提花機(jī)計劃類似，采用了一種特殊的紗線來進(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)過一定的浸潤處理，使得紗線具有了針對線體應(yīng)變感應(yīng)的能力，經(jīng)過精密的電信號采集處理電路，實現(xiàn)了類似谷歌提花機(jī)計劃的觸摸效果。

其實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)測用戶的心率、呼吸，或者添加太陽能電池板和電纜，這樣出門時手機(jī)可以直接連接衣服上的USB口進(jìn)行太陽能充電。

然而這種外置的技術(shù)實現(xiàn)起來并不困難，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)計的紡線采用了編織工藝，如果對其進(jìn)行拉伸，紡線會產(chǎn)生收縮并變得更加強(qiáng)韌，甚至徒手也無法扯斷它。

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“概念驗證”，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時代的普及和快速發(fā)展，中國可穿戴設(shè)備市場即將迎來新一輪的高速增長，而中國市場由于其龐大的消費(fèi)人群將促使其成為全球可穿戴設(shè)備市場的核心。司承電子科技等一批國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)敏銳地把握到了智能服裝行業(yè)即將到來的風(fēng)口。

雖然，智能服裝前景廣闊，但能否被市場所接受，“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驗室歷經(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為技術(shù)成本低廉、加工方便、材料可隨意裁剪拼接、防水性好和壽命長達(dá)幾百萬次的優(yōu)勢，在運(yùn)動、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)動數(shù)據(jù)，但除了一個單純的數(shù)據(jù)，并沒有涉及到專業(yè)的分析和建議。司承電子科技是國內(nèi)較早致力于智能應(yīng)變傳感器研發(fā)、設(shè)計、制造和消費(fèi)級應(yīng)用的高科技公司，在新材料、傳感器結(jié)構(gòu)、檢測技術(shù)、應(yīng)用算法等領(lǐng)域擁有多項專利技術(shù)和知識產(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，實現(xiàn)了研發(fā)成果的專業(yè)級和消費(fèi)級產(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)計明年春季，有部分產(chǎn)品將批量投放市場。

無獨(dú)有偶，國內(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)，將對人的關(guān)愛置于無聲無息的日常穿戴中。據(jù)悉，該公司的智能服裝產(chǎn)品不久后將投放市場。

未來，即使是不了解電子器件的服裝設(shè)計師也能用這樣的布料進(jìn)行多種多樣的設(shè)計，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)計明年將有2600萬件智能服裝在美國上市，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年中國智能穿戴行業(yè)市場調(diào)查研究報告》顯示，我國智能穿戴設(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)見全球整個可穿戴設(shè)備市場的容量不容小覷。

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