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由“软传输线”提供动力,一种新的电子纺织品可能带来智能医院床单

2020年6月11日通过凡妮莎撒母耳

瑞士研究人员利用液态金属导体和电反射测量技术创造了一个巨大的传感器。

在最近一篇关于可水洗的智能服装,采用导电墨水和防水电路,我们指出了电子纺织品或“电子纺织品”的趋势。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员正在继续这一趋势一种可以感知和测量织物变形的新型智能纺织品

Fabien Sorin教授和Andreas Leber博士助理

来自EPFL的Fabien Sorin教授和博士助理Andreas Leber帮助开发了电子纺织品。图片由EPFL

这种纺织技术可能在医疗和汽车工业中使用,因为这种织物提供了更多的灵活性和与人体更安全的相互作用。

博士助理安德烈亚斯·利伯说:“想象一下,衣服或医院的床单可以监测你的呼吸和其他重要活动,或者人工智能纺织品可以让机器人更安全、更直观地与人类互动。”

EPFL传感器是建立在传输线理论的基础上,AAC贡献者Arthur Anderson在他的文章中进一步详细讨论传输线简介

这篇文章将涵盖EPFL的柔软纺织品的功能和其他一些可穿戴技术。

机械传感的挑战

谈到软技术,我们必须考虑机械传感。在这个过程中,传感器被用来确定织物内部的变形。然后,这种变形就变成了电信号。

机械传感很难实现,因为通常情况下,每个传感器只能测量单个参数。另一个挑战是,传感器在压力过大时很容易破裂。要想让一种嵌入传感器的布料发挥作用,你也需要很多这样的布料,这往往会降低这种可穿戴设备的舒适度。

“软传输线”

EPFL纤维传感器非常小(500µm),可以同时测量织物多个部位的拉伸、压力和扭矩。纤维内部是液态金属导体,整个织物采用电反射法。这些传感器本质上是“软传输线”。

研究人员将传感器描述为软传输线

研究人员将传感器描述为软传输线。图片由EPFL

EPFL传感器的工作原理与雷达类似,只是EPFL传感器发送的是电脉冲而不是电磁波。时间是从信号发出到信号接收的时间,这个时域告诉位置、强度和织物变形的类型。

EPFL传感器与其他电子纺织品有何不同

这种传感器不同于其他使用电子纺织品的可穿戴技术,因为通常其他传感器使用有意的触摸来完成一个电路。在EPFL传感器的情况下,传感器自动检测运动和相应的行动。

测量电子纺织品拉伸时的电阻

测量电子纺织品拉伸时的电阻。图片由EPFL

为最终的EPFL传感器创建织物不是一件简单的任务。研究人员使用了包括弹性体和导电液态金属在内的光纤制造工艺。由此产生的织物本质上是一个大传感器。

研究人员的下一步是减少外围电子设备的尺寸,使其更便于携带。雷竞技最新app

可穿戴设备在医疗和汽车行业引起轰动

可穿戴和电子纺织技术正在不断出现在更多的实际应用中。在医疗领域,类似EPFL的传感器可以用来监测呼吸和心率等生命信号。甚至还创建了一家名为Siren的公司植入传感器的“智能袜子”帮助糖尿病神经病变患者。电子纺织品也得到了发展帮助容易跌倒或身体不平衡的病人

汽车工业可以用这样的传感器来加热和冷却座椅或方向盘。运动服装还可以采用智能纺织品来检测身体运动并发送运动成绩信息。随着智能纺织品的不断进步,它们很可能会让可穿戴电子产品变得更安全、更舒适。雷竞技最新app