美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院（Dartmouth college）計(jì)算機(jī)科學(xué)研究小組開發(fā)出一種智能面料，可幫助運(yùn)動(dòng)員和理療患者糾正手臂角度，從而優(yōu)化性能、減少傷害并加速康復(fù)。文中提及的織物傳感系統(tǒng)是一種柔性的、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)收集型織物，用于監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的肌肉組織運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?？纱┐髟O(shè)備的輕量級(jí)、低成本且可洗滌并感覺(jué)舒適特點(diǎn)，成為各種運(yùn)動(dòng)的參與者或病人療傷的理想選擇。相關(guān)的研究發(fā)表在關(guān)于ACM互動(dòng)、移動(dòng)、可穿戴等方面的技術(shù)論文集上。

人們穿著的衣服可成為測(cè)試相關(guān)連續(xù)感知的媒介，能提供完美的數(shù)據(jù)，這就是今天的科學(xué)。研究表明，可穿戴設(shè)備通過(guò)基本的現(xiàn)成面料就可獲得高水平的數(shù)據(jù)采集性能和精度。在訓(xùn)練指導(dǎo)和理療方面，人在運(yùn)動(dòng)中的關(guān)節(jié)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)至關(guān)重要；對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，手臂彎曲的角度都很重要，從棒球投手到網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員，長(zhǎng)期的監(jiān)控感知可幫助教練分析動(dòng)作并提供指導(dǎo)意見；對(duì)受傷的運(yùn)動(dòng)員或其他理療患者，這種監(jiān)測(cè)可幫助醫(yī)生評(píng)估醫(yī)療和理療的療效。

為了能對(duì)廣大穿戴者有效，這類可穿戴設(shè)備的傳感器需要便攜、舒適，且能夠感知細(xì)微的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到高水平的精度。換句話說(shuō)，沒(méi)有智能傳感器，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)訓(xùn)練或治療就行不通。

雖然人體關(guān)節(jié)監(jiān)測(cè)技術(shù)早已存在，但它可能需要對(duì)環(huán)境或剛性傳感器進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。其他電子紡織顯示器需要嵌入式電子設(shè)備，且只能達(dá)到低分辨率效果。該研究小組專注于提高傳感能力和可靠性，同時(shí)使用低成本、現(xiàn)成的織物，無(wú)需額外的電子傳感器。極簡(jiǎn)的方法使其僅需要價(jià)格50美元左右的面料，這就為低成本創(chuàng)造了條件。

只要比一些運(yùn)動(dòng)衫便宜，醫(yī)生和教練就可以使用智能織物傳感系統(tǒng)，幫助他們的訓(xùn)練對(duì)象或患者提高運(yùn)動(dòng)績(jī)效或生活質(zhì)量。為設(shè)計(jì)出可穿戴顯示器，研究小組使用了尼龍、彈性纖維和鍍銀紗織物作為導(dǎo)電材料。原型被裁剪成兩種尺寸，并裝有微控制器，可很容易分離，以接收織物電阻數(shù)據(jù)。這類微控制器在未來(lái)可進(jìn)一步小型化，以便裝入小型按鈕。

該系統(tǒng)依靠可拉伸織物來(lái)感知皮膚變形，而壓力織物則在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)感知其程度?；诖诵畔?，它通過(guò)阻力的變化來(lái)確定關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度。導(dǎo)電織物通過(guò)包裹關(guān)節(jié)感覺(jué)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。

在一項(xiàng)10名參與者的測(cè)試中，模型在重建肘關(guān)節(jié)角度時(shí)實(shí)現(xiàn)了極低中位誤差，僅為9.69°。這種精度水平對(duì)限制患者關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍的康復(fù)應(yīng)用非常有用。這類織物為獲得測(cè)試者在舒適性、靈活性、運(yùn)動(dòng)和使用方便上創(chuàng)造了高分值。

試驗(yàn)還表明，這種織物完全可洗，因穿戴帶來(lái)的負(fù)面影響甚小。測(cè)試人員甚至預(yù)見這種方法可用于大運(yùn)動(dòng)范圍的活動(dòng)，如瑜伽或體操。所有參與者都表示，他們?cè)敢庖韵鄬?duì)便宜的價(jià)格購(gòu)買這樣一套系統(tǒng)。雖然這是只為肘關(guān)節(jié)量身定做的原型，但在膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和其他重要關(guān)節(jié)的治療上它也有成功的潛力。未來(lái)的模型也可切割，以更好地減少織物起皺，這可能會(huì)影響傳感性能，但不會(huì)太大。該團(tuán)隊(duì)還將測(cè)量汗水對(duì)傳感性能的影響。

(據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190408124154.htm近期資料）