3月16日,英國《自然》雜志發(fā)表一項(xiàng)研究報告,報道了美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種含有特殊纖維的織物,能有效探測聲音。這種織物以耳朵的精密聽覺系統(tǒng)為靈感,可以用來進(jìn)行雙向交流,輔助定向傾聽或監(jiān)測心臟活動。
從原理上講,所有織物都會對可聽見的聲音響應(yīng)從而引發(fā)振動,但這些振動是納米級的,因?yàn)樘《ǔo法感知。如果開發(fā)出能探測聲音并加以處理的織物,有望解鎖從計算織物到安全保障再到生物醫(yī)學(xué)的大量實(shí)際應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)此次描述的新型織物設(shè)計,以耳朵的復(fù)雜結(jié)構(gòu)為靈感,這種織物可作為一個靈敏的“麥克風(fēng)”發(fā)揮作用。人類的耳朵能讓聲音產(chǎn)生的振動經(jīng)過耳蝸轉(zhuǎn)化成電信號,而這種設(shè)計需要將一種特殊的電織物——壓電纖維編織到織物紗線中,將可聽見頻率的壓力波轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動,這種纖維能將這些機(jī)械振動再轉(zhuǎn)化為電信號,類似于耳蝸的作用。只需少量特殊壓電纖維就能讓織物具備聲音靈敏性:一根纖維就能制作幾十平方米的纖維“麥克風(fēng)”。
這種纖維“麥克風(fēng)”可以探測到和人類說話一樣微弱的聲音信號,將其織入襯衫,便可檢測到穿著者細(xì)微的心跳特征。此外,這種纖維還能機(jī)洗,有懸垂性,是可穿戴應(yīng)用的理想選擇。
研究團(tuán)隊(duì)演示了這種織物被編織到襯衫后的三種主要應(yīng)用:一是可以探測到拍手聲音傳來的方向;二是當(dāng)兩人都穿戴了這種可探測聲音的織物時可以促進(jìn)兩人之間的雙向交流;三是當(dāng)織物觸到皮膚時,還可以監(jiān)測心臟。他們相信這種新設(shè)計可以應(yīng)用于各種場景,包括安全保障(比如探測槍聲的來源),輔助助聽器佩戴者定向傾聽,或是對心臟和呼吸系統(tǒng)疾病患者進(jìn)行實(shí)時長期監(jiān)測。