MIT 突破：嵌入传感器的可拉伸可机洗服装实现实时生命体征监测
MIT 研究人员开创将传感器直接编织进可拉伸织物的方法，创造出可持续监测体温、呼吸、心率等生命体征且完全可机洗的服装。
这些智能贴身服装可部署于远程患者监测——从家庭护理到医院环境——以及运动员表现追踪。它们还支持远程医疗，这在 COVID-19 大流行期间临床医生越来越多虚拟咨询患者时显得尤为关键。
“我们可以将任何市售电子元件——或实验室定制电路——嵌入日常纺织品，生产贴合服装，”MIT 媒体艺术与科学助理教授 Canan Dagdeviren 说。“系统完全可定制，允许我们为任何需要连续生理数据（如体温或呼吸率）的人量身定制服装。”
技术依赖压缩接触：传感器贴合皮肤，但整件服装——含嵌入电子——保持可洗。团队发表在 Nature 的研究表明，纺织平台可用标准高通量纺织制造和服装制版技术，在形态、尺寸和功能上定制。
被称为可拉伸电子纺织贴合套装 (E-TeCS)，设计模仿压缩衫，以温和 25 mmHg 压力实现皮肤接触，增强舒适度和传感器精度。
套装由定制编织面料构成，内置柔性可拉伸电子条带。这些条带含传感器 IC 和互连，在双层工业柔性 PCB 制造，再用热塑性聚氨酯 (TPU TE-11C, DuPont) 和可洗封装剂 (PE773, DuPont) 封装。
E-TeCS 实现卓越精度：皮肤温度 ±0.1°C、分辨率 0.01°C，心率和呼吸感测精度 0.0012 m/s²，得益于机械-声学惯性检测。
针织电子可在 1000 次循环中拉伸 30% 无显著机械或电气性能损失。
研究人员表示，将电子集成到纺织品中为用户提供增强移动性和舒适度。现有方案常局限于单参数感测，或缺乏皮肤接触应用所需的可扩展性和拉伸性。
MIT 方法将薄型可定制电子器件——含现货 IC 和互连——与可编织进针织面料的塑料基板结合，利用高通量制造。结果是压缩式服装，确保可靠皮肤接触。
为证明可制造性，团队生产七个模块：四温度感测、一惯性感测、两互连模块。在 25×27.5 cm 柔性 PCB (KingCredie) 上集成 66 个温度传感器和 20 条互连条带。
传感器网络架构通过互连水平连接各传感器，将信号引至外层，外层置有蓝牙低功耗 (BLE) 模块、微处理器和电源。
展示可扩展性，研究人员制造原型衬衫，演示传感器嵌入面料的卷对卷生产。这些面料可裁剪、拼接、定制以适应多样应用。
未来工作包括开发更多服装类型——如裤子——并集成血氧饱和度等其他健康指标传感器。
观看下方研究人员视频获取视觉概览。
>> 本文早期版本原发于姊妹站 Electronic Products。
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