用于实时健康监测的自主可编程弹性纤维计算机
麻省理工学院，剑桥，马萨诸塞州
研究人员用金属和纺织纱线的组合编织计算机纤维。用传统纱线覆盖纤维计算机使其能够轻松集成到织物和纺织品中。 （图片来源：Hamilton Osoy，IFM）麻省理工学院的研究人员开发了一种弹性纤维形式的自主可编程计算机，它可以监测健康状况和身体活动，实时提醒佩戴者潜在的健康风险。研究人员报告说，含有纤维计算机的衣服很舒适，可以机洗，而且穿着者几乎感觉不到纤维。
与位于胸部、手腕或手指等单一点的被称为“可穿戴设备”的体上监测系统不同，织物和服装的优点是可以与靠近重要器官的身体大面积接触。因此，它们提供了测量和了解人类生理和健康的独特机会。
光纤计算机包含一系列微型器件，包括传感器、微控制器、数字存储器、蓝牙模块、光通信和电池，在一根弹性纤维中组成了计算机的所有必要组件。
研究人员在一件上衣和一条紧身裤上添加了四台光纤计算机，纤维沿着每个肢体延伸。在他们的实验中，每台独立可编程光纤计算机都运行一个机器学习模型，该模型经过训练可以自动识别佩戴者进行的锻炼，平均准确度约为 70%。
令人惊讶的是，一旦研究人员允许各个光纤计算机相互通信，它们的集体准确率就会提高到近 95%。
“我们的身体每秒以热、声音、生化、电位和光的形式通过皮肤传播数十亿字节的数据，所有这些数据都携带着我们的活动、情绪和健康的信息。不幸的是，大部分（如果不是全部）数据被吸收，然后丢失在我们穿的衣服中。如果我们能教会衣服以有价值的健康和活动见解的形式捕捉、分析、存储和传达这些重要信息，那不是很好吗？”资深作者、麻省理工学院材料科学与工程教授、电子研究实验室 (RLE) 和士兵纳米技术研究所 (ISN) 首席研究员 Yoel Fink 说道。
使用光纤计算机来了解健康状况并帮助预防伤害也将很快接受重大的现实测试。美国陆军和海军军人将在北极执行为期一个月的冬季研究任务，在平均温度为 -40°F 的情况下覆盖 1,000 公里。数十件配有纤维计算机的底层美利奴羊毛网状衬衫将提供有关参与这项任务的个人的健康和活动的实时信息，该任务被称为 Musk Ox II。
“在不久的将来，光纤计算机将使我们能够运行应用程序，并通过简单的日常服装获得有价值的医疗保健和安全服务。我们很高兴通过美国陆军、海军和 DARPA 的合作伙伴在即将到来的北极任务中看到这一未来。帮助我们的军人在最恶劣的环境中保持安全是一种荣幸。”芬克说。
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