陈根：数字织物——可存储、处理数据

文/陈根

从通过汗水为可穿戴设备提供能量的可伸缩织物，到从运动中获取能量的衬衫，再到可以形成可穿戴显示器的可织LED纤维，智能纺织品总是能带给人们新的惊喜。

近日，美国麻省理工大学研究人员又发明出一种具有数字功能的纤维，其可感知、存储、分析和推断人体活动，并能够缝制到衣物中。这种数字纤维扩展了织物的可能性，可用于人体机能监测、医疗诊断和早期疾病检测。

该材料由含有数百个微型硅数字芯片预制材料制成聚合物纤维而成，通过精确控制聚合物的流动，制造出一种芯片之间能连续通电的纤维，长度达数十米。这种纤维很细、富有弹性，可穿过针眼缝进布料里，就算被洗数10次也不会分解。甚至，把它缝进衬衫里，也感觉不到它的存在。

研究人员通过在光纤上写入、存储和读取信息来展示他们的数字光纤的功能，其中包括一个767千比特的全彩短片文件和一个0.48兆字节的音乐文件，这两个文件都可以在没有电源的情况下存储两个月。

值得一提的是，该纤维还能与人工智能（AI）结合。研究人员在纤维存储器中构建了一个由1650个连接组成的神经网络，把它缝在衬衫的腋下部位，用这种纤维收集了穿着该衬衫的人270分钟的体温数据，并分析了这些数据是如何与不同的身体活动相对应的。在这些数据的训练下，这种纤维能够以96%的准确率确定穿着它的人所从事的活动。

在纤维中加入AI技术进一步拓展了其应用，带有数字组件的织物可以收集人体大量信息，一些开源数据非常适合机器学习算法，可用于发现新的人体模式。有了这种分析能力，有朝一日，数字纤维可以实时感知并提醒人们的健康变化，比如呼吸功能下降或心率不齐，或在训练期间向运动员提供肌肉活动或心率数据。

该发明首次实现了具有数字存储和数据处理能力的织物，为智能纺织品开拓了一个新天地。未来，具有这种功能的织物可以用于长期的健康监测，以期为人类带来新的福音。