MIT 研究者用功能纤维将衬衫变高性能麦克风

“织物表现得像流体，”麻省理工学院 Yoel Fink 教授说，这或许解释了设计师为何常提服装的“流动感”。

“我们穿的织物中有微小波动，只是太小肉眼不可见，”MIT 材料科学教授 Fink 说。

Fink 与包括罗德岛设计学院在内的多校团队制造出能捕捉这些微小波动的材料。

功能性压电纤维受弯曲产生电压，实现信号处理和有价值数据输出。感应材料信息未来可支持可穿戴助听器、会沟通的衣物、监测生命体征的服装。

“几根功能纤维就能赋予整块织物新含义，”Fink 告诉《Tech Briefs》。

如何制造织物麦克风

材料始于预成型矩形“块”——约粗记号笔大小。加热预成型体，像拉糖一样拉成长条。

Fink 团队将传感器固定在悬浮聚酯薄膜上测试声灵敏度。用激光测量薄膜（进而纤维）对附近扬声器播放声音的振动响应。

测试声音涵盖安静图书馆至嘈杂道路等环境。纤维振动并产生与声音成比例的电流。

随后团队将纤维与常规纱线编织，生产出可机洗、垂感好的织物面板。

“手感近似轻薄夹克——比牛仔布轻，比衬衫重，”罗德岛设计学院研究员 Elizabeth Meiklejohn 说，她用标准织布机编织面料。

Meiklejohn 与首席作者 Wei Yan（MIT 博士后期间开发纤维）、Fink 教授及 MIT、凯斯西储大学、威斯康星大学麦迪逊分校、美军环境医学研究所的多名师生合作。

“学生、博士后、员工推进研究的奉献精神令我惊叹，尤其在疫情期间完成此工作，”Fink 说。

下文简短问答中，Fink 解释为何认为未来属于织物，“玻璃盒子里的电脑”时代将终结。

Tech Briefs：智能服装似乎未普及，您认为原因？

Yoel Fink 教授：我认为它根本不存在，所以才未普及！

业界称此领域为 wearables（可穿戴），我只想指出：wearables 是指我们不穿的东西。让真正的织物和纤维实现特殊功能的技术、工程甚至科学才刚刚涌现。未来正在发生。

把手表或小饰品戴身上的想法，我认为遇到了采用障碍，限制了所谓可穿戴的前景。

Tech Briefs：那些可穿戴设备的短板是什么？

Yoel Fink 教授：第一是便利性。我们倾向于身上带最少东西。第二是美观。它们不美观。第三是价值主张。它们无法真正提供我们认为织物最终能提供的健康益处。这三点都有改进空间。

Tech Briefs：穿着功能纤维什么感觉？

Yoel Fink 教授：关键是尽可能少干扰织物本身——让它看起来感觉像普通织物。技术本质上不可感知或透明。你看不出“这件衬衫是麦克风，或有记忆，或能计算”，因为技术在纤维层面。

重要的是认识到我们正在改变技术的美学。没人会说“麦克风是美的对象”，没有博物馆收藏麦克风，它们相当难看。但若展示织物麦克风，你会说“哇，这真有美感”。它不像技术，却是技术。

Tech Briefs：如何以有益穿戴者的方式呈现纤维“报告”？

Yoel Fink 教授：现状：将纤维连接电路。电路采集信息转数字格式并信号处理。一年前我们发表数字纤维论文。那根纤维能接收模拟信号转数字，存储数字信息，有记忆和计算程序。现在你有测量纤维和存储分析纤维，结合起来就能看到织物如何成为计算机。这是我们的目标。尚未完全实现，但不远了。

Tech Briefs：织物麦克风早期应用设想？

Yoel Fink 教授：我们的纤维/织物在某种程度上捕捉生活原声带。每次心跳、呼吸、弯臂、行走、关节运动、血液流动都有声音。织物捕获所有声音，白天却流失了。

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“智能”衬衫监测心脏

我们在尝试：“能否让生活原声带触手可及？”我们能听心脏声。这不是听心脏电信号，而是听心脏本身。心脏是泵，我们在听瓣膜和泵运作。电信号讲不全故事。

第二：部分人群有心脏问题。更大比例人群会经历怀孕。如何监测未出生婴儿——通过他们的声音、运动和心跳倾听沟通。听到胎儿心声将提供巨大健康信息。

最后：听力受损群体——我们所有人终将面临。助听器在安静环境有效，嘈杂环境失效。

我们有两耳两目是为了获取深度和方向感。听觉上允许我们在吵闹酒吧听清交谈对象。织物中多根纤维能辨别声源方向，论文已证明。我们认为这能真正变革助听器，赋予其方向能力。

Tech Briefs：下一步？

Yoel Fink 教授：织物计算！

我现在在 MIT 教“计算织物”课程，展示计算世界与织物世界如何融合，将对我们所有人未来产生深远影响。口袋或手提包里玻璃盒子装的电脑/手机时代屈指可数。计算的未来在织物中。

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