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智能服装:梦想即将照进现实

信息来源:iooaoo.com  时间:2013-10-16  浏览次数:916

    你或许憧憬过,在电视上看到的闪闪发光的智能服装有一天可以穿在自己身上。如今,我们离这一梦想并不遥远。更令人惊喜的,或许不是它抢眼的外观,而是它神奇的功效:塑造苗条身形,为健康保驾护航,保护沙场战士。

  “卡路里追踪器”——减肥好帮手

  为智能服装配备舒适无创的生物感应器,用以记录和传递体温、呼吸率与心电图数据,无疑是令穿戴者倍感安全的理想选择。当使用者端坐、行走、跑步、睡觉或做其他任何活动时,这些感应器都会把生物信号记录下来,并传递给终端服务器。“卡路里追踪器”就是这样一款专为减肥人士设计的智能服装感应器,它所在的智能服装系统由四大部分组成:生物感应器、数码纺线、软件体系与通信和医疗服务系统。

  一般情况下,人们通过控制饮食和加强运动来抵制肥胖。设计“卡路里追踪器”,就是为了评估运动量、显示运动中燃烧的卡路里,并推荐简单易行的运动计划。它选择安卓作为其运行系统,主要因为安卓在处理多任务方面表现较好,这对于实时传递心电图数据至关重要。如果所在系统不支持多任务处理,一旦另一个应用开始运行,或用户接打电话,心电图数据的传输就会立刻停止。智能手机既是处理客户端程序的设备,也是和服务器交换数据的终端。

  为了更好地了解“卡路里追踪器”,让我们从它运行的四个阶段入手。

  第一阶段,接收智能健康服装传送来的心电图数据。更具体地说,身穿智能衣服的人在跑步、行走或进行其他活动的过程中,“卡路里追踪器”既能收集到心电图数据,也能收集到穿衣者的其他信息,如体重、身高、年龄和性别等。另外,穿衣者必须提供如下信息:自己是处于静止还是运动状态,是否在服药和是否患有糖尿病。

  第二阶段,通过心电图数据测量心率变异性,测量结果与身体、情绪和大脑机能的变化情况有关。健康身体的心率变化幅度呈现出一种较好的适应性,大体说来,心率变异性有助于评估自主神经系统的机能,而心电图则能更好地诊断各种心脏疾病。著名的心率变异性指数包括标准心跳间隔时间和标准间隔偏差等。

  第三阶段,利用心率变异性指数和其他数据,计算出运动所燃烧的卡路里值和体重指数。能量支出情况对个体确定运动量和运动激烈程度至关重要,为了确定燃烧多少卡路里最佳,需要利用心率变异性的相关测量数值(如平均静息心率变异性等),根据使用者的性别计算出每分钟最大耗氧量;然后根据使用者的体重等数据计算出特定运动时间内所燃烧的卡路里数值。

  最后一个阶段,为使用者制订一份减肥计划。举例来说,“卡路里追踪器”或许会显示“你每天需要进行两小时的轻微运动,一个月能减掉1公斤”。根据使用者在特定活动时间(如5分钟)内的心率变异性数据,该系统可帮使用者确定运动强度;然后,它会根据使用者的减肥目标推荐合适的运动量,以帮其达到减肥效果。

  “贴身医生”——多路“智能神仙”各显神通为健康保驾护航

  一位老妇人清早醒来后心情不错,兴致勃勃地开始了一天的劳作。突然,她感到胸口一阵剧烈疼痛,她意识到自己是心脏病突发,但房子里只有她一人。她竭力去够身旁最近的电话,可无法够到,最终昏迷在地。可出人意料的是,救护车在她晕倒不到一分钟的时间里就到达她家,把她送去了医院。原来挽救她生命的是她身上那件智能衣服。

  这种“贴身医生”作为智能科技造福人类健康的又一明证,让我们领略了“智能神仙”的高超本领。 实际上,监测健康状况的智能服装可借助多种材质发挥作用。密歇根大学的工程师借助被导电纳米管浸透和

  覆盖的纱线,制作了一款独特的智能服装。这种纱线结实、有弹性、敏感性好,它所制成的智能服装

  主要用于监测人体血液情况,如果穿戴者在流血,它就能发现并传递这一讯息。

  由欧盟资助的一个项目研发了一款智能健康服装,使用微型电子纺织原料监测一系列生理数据,摆脱了对笨重设备的依赖。这种舒适而隐蔽的生化监测设备将在预防和康复医学领域发挥重要作用。

  第一个BIOTEX项目正研发电气、电化和光学感应器,若将它们嵌入纺织底层,可形成监测穿戴者生化参数的感应区域,这些区域将对穿戴者的体液(血液、汗液和尿液)进行全天候观测。因此,对于在极端环境条件下工作的人和糖尿病病人来说,该项目具有特殊意义。法国原子能委员会的一位官员称,该项目旨在研发用于三大领域的生物感应器。第一大领域是对汗液进行监测,包括穿戴者汗液的pH值、盐度和排汗率;第二大领域是监测病人烧伤感染的程度,以便观察其伤口康复过程;第三大领域是监测血氧浸润饱和度,这在医学、体育和安保领域都有应用。

  HealthWare使用了和BIOTEX类似的纺织原料,所制作的智能健康服装使用了呼吸运动监测器、脉率感应器、皮肤温度感应器、外部血氧测量计和三轴加速表等。这些仪器收集的信息都将传送给“便携病人单位”(PPU),由PPU汇总后再通过GPS移动连接传递给一个中央服务器,以便医务人员进行监测。这款智能服装的先进之处在于,它所有的感应器都是透明的,因此穿戴者能够看到覆盖自己全身的所有网线。因而他们会感到更舒服、更放心。

  为了防止突发意外使人昏倒受伤的情况,研究人员发明了一款能持续进行自我调节的智能服装。它可以测量很多身体健康指数,以判断身体稳定性是否出现下降,血压变化是否增加了晕倒风险等。如果人体真的出现稳定性下降和血压升高等情况,它将提供必要的药物来处理这些症状,或者向穿戴者发出警告。一旦穿戴者真的昏倒在地,它百分之百能检测到;此时衣服的某一部分将自动变为保护区域,比如生成内置气囊或局部增厚。面对肆虐全球的疟疾这一顽疾,除了使用传统的捕蚊网和杀虫剂,服装设计师还让我们见识了智能科技在抗击疾病方面的神奇功效。这款智能服装之所以有助抗击蚊虫,是因为它本身包含一种特殊的晶体,功能相当于杀虫剂。这种晶体对人体皮肤无害,衣服不仅耐穿,还能驱虫,减少皮肤被蚊虫叮咬的可能性,最重要的当然是减少疟疾发病率。若能尽量减少这款服装的制作成本,对于广大饱受疟疾之苦的第三世界国家来说将是个福音,人类或许终将铲除这一顽疾。

  “智能战服”——沙场“隐形保镖”

  当士兵在未来的战场上受伤倒下时,他们身上的智能战服或许能立刻将伤口位置上报,甚至还能检测到士兵遭受生化攻击后血液和汗液中的残留物。美国国防威胁降低局发布的一份报告显示,未来的智能战服将内置医学感应器,用以监测美国士兵的健康状况。这种战服不仅能检测到伤口位置和深度,还能借助GPS将士兵倒下的位置上报,并为战场医生提供其他关键性信息。美国国防威胁降低局称,这种智能战服或许还能“估计子弹射入人体的深度”及其对周围器官的影响;内置感应器还能监测到人体血液、唾液、汗液或尿液中的具体“生物标记”,根据这些标记,判定人体是否受到过化学或生物武器的攻击,是否接

  受过核武器辐射,是否有路边炸弹爆炸的残留物。为了提高士兵作战时的耐力,减轻战服重量带来的负担,美国哈佛大学正努力研发一种轻质智能服装。它采用了一系列交互式设计,旨在防止士兵出现疲劳症状,进一步提高士兵耐力;同时这款智能服装还采用了可伸缩的传感器系统,以对穿戴者的身体情况进行实时监控。当这些传感器检测到穿戴者出现疲劳症状时,它们会立刻采取行动,例如发出低音机械振动声使服装开启自动按摩功能,以帮穿戴者舒缓疲劳。美国国防部高级研究计划署承诺提供260万美元的资金支持,虽然原本打算将这款智能服装用于军事领域,但也已考虑让其在民用领域发挥作用,比如为残疾老人提供更舒适方便的生活,或帮助耐力较弱的人提高耐力。

  受美国国防部高级研究计划署的资助,佐治亚理工大学开发出了一种可检测士兵生命信息的T恤。研究人员使用光学和导电纤维将各种微型感应器集成在织物上,用以实时检测穿T恤士兵的心跳频率、心电图数据、呼吸频率和体温等重要体征。战场环境瞬息万变,这种智能T恤可以让指挥官更好地把握士兵状况,对控制战局有着重要意义。

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