編譯 莫莊非

在英國動畫電影《超級無敵掌門狗：錯誤的褲子》中，有一條未來主義的褲子可幫助穿著者行走于墻壁和天花板。

英國科學(xué)家表示，這部電影激發(fā)了他們的科研靈感：能不能創(chuàng)造出機(jī)器人服裝來幫助社會呢？于是，他們打造了一套“機(jī)器人褲子”，配置有電動泵，后者可將空氣泵入褲子里的細(xì)管使其膨脹，進(jìn)而幫助老年人或殘疾人起床或改善血液循環(huán)。

如今在世界各地的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，材料科學(xué)家、計(jì)算機(jī)程序員和面料設(shè)計(jì)師正致力于研發(fā)可穿戴機(jī)器人，推動“利用服裝保持身體健康或改善日常生活”這一理想成真。

麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)教授約爾·芬克（Yoel Fink）說道：“我們正處于制造出像iPhone這樣產(chǎn)品的前期階段。這非常令人興奮。”

2022年6月，澳大利亞的研究人員研發(fā)出機(jī)器人紡織纖維，由其制成的織物可自動移動。2021年，麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們創(chuàng)建了計(jì)算機(jī)可編程纖維（內(nèi)嵌微芯片），并利用電池凝膠制備得到纖維電池；這種電池可以植入衣服并為機(jī)器人織物提供動力。這方面的技術(shù)似乎正趨于成熟——業(yè)界正試圖為士兵和間諜開發(fā)智能服裝。

研究人員表示，他們的事業(yè)正處于轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并且很快就將迎來一個新時代：服裝會擁有一套電腦般的系統(tǒng)，能夠感知穿戴者的身體感覺，并據(jù)此發(fā)出指令，為其提供幫助。科學(xué)家預(yù)測，大家可以期待今后十年間出現(xiàn)一系列未來主義的產(chǎn)品：褲子能幫助老年人或殘疾人行走；運(yùn)動襪可通過自動壓縮促進(jìn)血液流動；孕婦裝可以跟蹤胎兒心率以改善妊娠結(jié)果。

近年來，諸多企業(yè)開始發(fā)布與手機(jī)連接的智能服裝。谷歌的Jacquard項(xiàng)目攜手李維斯、伊夫圣羅蘭和阿迪達(dá)斯等服裝品牌，推出一系列智能服裝，通過將傳感器安裝于牛仔夾克、背包和鞋子里，使用戶能通過操縱穿戴品來訪問智能手機(jī)。李維斯的牛仔衣有智能袖口，滑動便可切換音樂；圣羅蘭的雙肩包是觸控的，能通過對肩帶上的觸敏區(qū)域做特定手勢，控制與其配對的手機(jī)；阿迪達(dá)斯的智能鞋墊內(nèi)含芯片，可追蹤用戶的運(yùn)動數(shù)據(jù)，并與足球手游聯(lián)動。此外，時尚科技初創(chuàng)公司W(wǎng)earablex打造了同樣連接智能設(shè)備的瑜伽褲，可通過振動提示來幫用戶改善姿勢。

不過，研究人員表示，這些“聯(lián)網(wǎng)”服裝只是智能服裝技術(shù)的第一波浪潮——他們正致力于推動更多技術(shù)創(chuàng)新，打造功能更強(qiáng)大的新一代服裝。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)的科學(xué)家試圖創(chuàng)建能改變形狀的面料。該校醫(yī)療機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人、高級講師丹·多（Than Do）博士表示，他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制作出直徑與紗線相當(dāng)?shù)墓韫?，并將其編織成片狀織物（靈感來自肌肉纖維）。這些微管受到電刺激或熱刺激的觸發(fā)后，會使織物呈現(xiàn)出各種預(yù)編程的形狀。

當(dāng)然，多博士的團(tuán)隊(duì)仍然面臨挑戰(zhàn)。其中一個重大難點(diǎn)在于，怎樣使這些硅管體積更小，以便其輕松地與紗線或其他織物編織到一起而又不增加體積。目前，它們的直徑為0.5毫米，而研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是0.1毫米，大致相當(dāng)于普通注射器針頭的尺寸。而紗線的平均直徑約為3～4毫米。

麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)教授約爾·芬克（Yoel Fink）表示，智能服裝領(lǐng)域要出現(xiàn)真正的變革，關(guān)鍵一步是令織物內(nèi)部具備計(jì)算能力，能夠監(jiān)測生理跡象并指導(dǎo)技術(shù)。研究人員正在嘗試構(gòu)建可以處理人類皮膚生成的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為對衣服指令的算法。

他說道：“軟件將決定你接受什么服務(wù)。未來的智能服裝看起來與今天的尋常T恤和褲子無異?！?/p>

芬克和其他研究人員創(chuàng)建了帶有數(shù)百個硅膠微芯片的纖維用以傳輸數(shù)字信號——如果要讓服裝能自動跟蹤心率或足部腫脹等信息，這是必不可少的。這些纖維足夠小，小到能穿過針頭，能被散布至織物內(nèi)并歷經(jīng)至少10次清洗。

麻省理工學(xué)院的其他學(xué)者還創(chuàng)造了一種可編織成織物、超長纖維形式的可充電式鋰離子電池，無需外部電源即可為紡織品供電。

但芬克表示，該領(lǐng)域面臨的一個最大挑戰(zhàn)在于設(shè)計(jì)。他說道：“新一代智能織物應(yīng)該是什么樣子的？它應(yīng)該是看起來、摸起來、穿起來、洗起來都與現(xiàn)在你身上穿的衣服別無二致才行?！?芬克指出，他自己的實(shí)驗(yàn)室正在與美國羅德島設(shè)計(jì)學(xué)院的工業(yè)設(shè)計(jì)師合作，以期解決關(guān)鍵難點(diǎn)。

耶魯大學(xué)機(jī)械工程教授麗貝卡·克萊默-博蒂格里奧（Rebecca Kramer-Bottiglio）認(rèn)同芬克觀點(diǎn)：在智能紡織品“完全兌現(xiàn)其潛力”之前，仍存諸多障礙。一個相當(dāng)大的挑戰(zhàn)就是，怎樣使這些內(nèi)嵌大量電子設(shè)備的纖維制品足以耐受多次洗滌。

另一方面，克萊默-博蒂格里奧也將穿著舒適性視為難題。 “大量特殊纖維的引入可能嚴(yán)重降低服飾鞋履的可穿戴性。用戶可能會很難把一件智能衣穿上身，又或者穿上以后很難脫下來，穿著體驗(yàn)很不舒適。”此外，她指出研發(fā)者必須找到將機(jī)器人纖維置入織物的最佳方法，并確保電源重量足夠輕。

雖說困難很多，不過克萊默-博蒂格里奧還是樂觀地認(rèn)為科學(xué)家會找到前進(jìn)的道路。她說：“現(xiàn)階段的技術(shù)突破正指向一個并不遙遠(yuǎn)的、智能服裝懸掛衣櫥的未來。”

資料來源 The Washington Post