传感器|真正的智能穿戴：加州大学造新型织物，划一划衣袖可安全支付，还可监测健康

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图片来源@视觉中国
文丨学术头条，作者丨郝景，编审丨寇建超
随着科技发展的日新月异，人机交互也逐渐地融入了我们的生活。我们无论是在使用手机、电脑、还是智能手环等电子产品时，都是在进行人机交互。
那你有没有想过，在不久的将来：

手机支付不再需要扫一扫，只需要轻轻划动衣袖就能安全支付；
也不再用智能手环监测你的健康，你只需要穿上衣服就能实时得到你的身体体征数据；
启动汽车不再需要钥匙，只需要人坐到座位上，汽车就能识别你的衣服，听从你的指挥；
......

这些听起来既科幻又天马行空的想象，如今科学家们却让它们成为了现实。
近日，加州大学 Peter Tseng 教授团队就将先进的磁超材料集成到柔性纺织品中，创造出了一种能够在衣物和附近设备之间进行无电池通信的系统。
这种纺织品可以让穿戴者与附近的电子设备进行数字交互，比如只需要轻轻触碰或者划动衣袖就可以安全支付，还可以持续监测和传递人体的生命体征。

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（来源：Nature Electronics）
相关研究论文以“Textile-integrated metamaterials for near-field multibody area networks”为题，发表在科学期刊 Nature Electronics 上。
为可穿戴设备“加”一个 NFC1975 年，第一块计算器手表问世，智能可穿戴设备开始进入我们的生活。
随着技术的发展，越来越多的智能可穿戴设备出现在我们的生活中，比如智能手环、智能眼镜、智能织物等。
这些智能可穿戴设备可以让人们更加高效地处理外部信息，以及对人体活动或健康进行监测。
目前，人体的健康监测和活动跟踪技术主要依赖于可穿戴或可植入传感器。这些传感器所创建的多节点网络可以解读来自我们身体与物体之间交互的信息。
为了实时解析这些生物特征信息，这种网络要求节点之间有安全可靠的通信链路，这种链路通常被称为身体区域网络（BANs）。
而创建 BANs 需要在身体周围连接多个传感器，为了不限制人身体的活动，这些传感器大多使用无线连接。
传统意义上的 BANs 配置的无线通信包括自定义射频传感器、射频识别或蓝牙，然而这些辐射方式通常存在耗电量高和安全性低的问题（比如被窃听）。
而使用近场通信（NFC）可以有效地解决上述问题，提高通信的安全性。
那什么是 NFC 技术呢？
NFC 是一种在大多数智能手机中的射频识别技术。比如当你用智能手机或者信用卡靠近读卡器付款时，你就利用了近场通信技术。
NFC 既可以用于向设备供电，可以从设备收集数据。
因此，这项技术有可能消除可穿戴传感器对电池的需求，使设备重量轻、寿命长、成本更低。
这种技术看似“完美”的背后，却存在一个致命的缺点，那就是通信范围过小，只能实现几厘米的短距离通信。
将这种技术用在人身体上，很难建立起对全身的连接。（毕竟大家都是腿长一米八，手动狗头）
为了解决这一问题，研究人员此次研发的纺织品通过使用信号能够以最小损失传播的轨道扩展了 NFC 的范围。

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图｜基于纺织集成超材料的BANs。（来源：该论文评论文章）
信号传输“四通八达”【传感器|真正的智能穿戴：加州大学造新型织物，划一划衣袖可安全支付，还可监测健康】研究人员受当前低成本乙烯基服装生产的启发，在纺织品上集成了磁电感应网络。