我們在購物時，使用智能手機“掃一掃”，聽到“滴”的聲音，結(jié)賬完成。這種靠近讀卡器的射頻（RF）識別技術(shù)被稱為“進場信號技術(shù)”（NFC）。

通常，NFC存在識別距離短、功率低或需要直接連接終端等問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，智能織物相關(guān)技術(shù)越來越先進，可以“變身”傳感器、顯示屏、甚至還能發(fā)電。

近日，美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校的工程師發(fā)明了的一種基于NFC原理，無需電池通信、成本低、高靈活性的高科技智能織物。并且，將進場信號的范圍從傳統(tǒng)的幾英寸擴展到約1.2米以上。

該智能織物可“穿”在身上，使汽車通過它來識別車主的身份進而自動啟動;在醫(yī)療領(lǐng)域，它能將傳感器系統(tǒng)集成在有智能織物的病號服，持續(xù)地測量患者的健康數(shù)據(jù)。

相關(guān)論文以《用于近場多體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的紡織集成超材料》為題發(fā)表。

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“穿”在身上的傳感器

目前，在醫(yī)療領(lǐng)域，可穿戴傳感設(shè)備為隨時監(jiān)測患者的健康數(shù)據(jù)提供了便利。但是，傳感設(shè)備需要經(jīng)常更換電池，并且這也為醫(yī)護人員帶來額外的工作負(fù)擔(dān)。

該團隊的智能織物傳感設(shè)計受低成本的乙烯基服裝啟發(fā)，通過提出在智能織物上加入一種簡便、多功能的磁電感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)來解決這些需求。

并且，該網(wǎng)絡(luò)可以被隨意地設(shè)計、構(gòu)建和擴展，以滿足用戶的需要。磁感應(yīng)元件由離散的、平面的和靈活的無微電子環(huán)組成，其光譜行為穩(wěn)定在人體效應(yīng)下。因此，它們創(chuàng)造了一條可調(diào)節(jié)的力量通信路徑。

“該紡織品制作簡單，可以與有趣的可穿戴設(shè)計相結(jié)合。我們希望該技術(shù)不僅設(shè)計酷炫、價格便宜，而且還可以減輕現(xiàn)代電子產(chǎn)品給人們生活帶來的負(fù)擔(dān)?！痹撜撐牡谝蛔髡呙绹永Ｄ醽喆髮W(xué)歐文分校氣工程與計算機科學(xué)專業(yè)博士阿米雷森·霍杰杰恩說。

研究人員將磁感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)集成在紡織面料，用這種方法消除了以往柔性傳感設(shè)備對復(fù)雜的縫紉技術(shù)和這些方法中所需的導(dǎo)線。這簡化了制作工藝，并且導(dǎo)線的消除使該智能織物的成本大幅度降低，進而為大規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

“希望磁感應(yīng)元件能夠根據(jù)用戶的要求可擴展到不同的頻帶，從而實現(xiàn)應(yīng)用程序或特定于人員的傳輸。”該團隊表示。

該團隊創(chuàng)建的系統(tǒng)無需使用電池，能量收集應(yīng)答器減少了用戶的負(fù)擔(dān)，通過消除電池和減少內(nèi)存，允許持續(xù)監(jiān)控和最小化節(jié)點大小。

從左至右：該論文通訊作者、UCI電氣工程和計算機科學(xué)助理教授彼得·陳及UCI電氣工程與計算機科學(xué)專業(yè)博士阿米雷森·霍杰杰恩

在運動數(shù)據(jù)監(jiān)測方面，使用該智能織物生產(chǎn)的褲子可在監(jiān)測腿部的運動數(shù)據(jù)的同時，跟蹤佩戴者的心率和其他數(shù)據(jù)。如果兩個人穿著智能織物材料的衣服，通過通過簡單的相互接觸就可與外界進行信息的交互或共享，例如字母“high-five”。

多應(yīng)答器、多波應(yīng)答器和紡織集成波導(dǎo)通信。a.襯衫和襯衫末端的頂部和下面的襯衫和褲子。NFC閱讀器從多個傳感器接收信息，并連接到一個外部電池：b.人體活動的實時、短期、低速監(jiān)測

此外，該團隊使用了一種基于軟件的時域多址訪問（TDMA）方法來實現(xiàn)傳感節(jié)點之間的切換。磁感應(yīng)波通過導(dǎo)線連接，受控表面?zhèn)鞑ハ诵枰鄠€近場天線或復(fù)雜的天線切換方案（需要有源微電子學(xué)）。這使得傳統(tǒng)的NFC智能手機可以作為兼容的閱讀器來運行。

該團隊表示，“穿在褲兜里的NFC閱讀器可以為放置在胸部、腹部、膝蓋和腳踝上的現(xiàn)成傳感器供電?！?h3>滑動衣袖即可安全支付

霍杰杰恩指出，“使用這種智能織物，我們將不再需要用鑰匙或單獨的無線設(shè)備手動解鎖汽車，佩戴者的衣服將成為打開設(shè)施大門的‘徽章?！?/p>

并且在結(jié)賬時，通過這種智能織物，不需要掏出手機或者銀行卡就可以進行信息的識別，并通過單次觸摸或滑動袖子進行安全支付。

該論文通訊作者、UCI電氣工程和計算機科學(xué)助理教授彼得·陳解說道：“把手機放在口袋里，也許只要把你的身體跟其他紡織品或閱讀器刷一下，電源和信息就可以從外界傳輸進入你的設(shè)備上或從你的設(shè)備上傳輸出去?！保ňC合整理報道）（編輯/多洛米）