衣服上的3D-Touch

本刊记者 陈金灿



衣服上的3D-Touch

本刊记者 陈金灿

特殊的“智能”纱线和织物传感器使可触控感应的智能服装成为可能。

在iPad、手机、平板电脑等电子设备上进行各种触摸感应操作早已司空见惯，但如果触摸一下衣服就能接打电话、开启音乐，甚至能跟踪你的身体健康状况、调节家中的灯光，会不会觉得那些智能手环、智能手表什么的都弱爆了？

近期，司承电子科技（上海）有限公司在上海创博会的现场展示了这项新奇技术，司承电子科技在一块普通的牛仔布上，使用电脑绣花机把特殊的纱线刺绣在表面，形成一块10厘米见方的感应区域，人手接近该区域3-5厘米的悬空范围内，即可发生感应，当触摸到感应区域的纱线时，则可以精确的感应出触摸的位置和压力，简直就像放在衣服上的3D-Touch。带着对我国纺织业“祖师爷”的敬意，他们把这项自主研发的项目定名为：Project Zodiac Lady——黄道婆计划。

具有“触屏”功能的纺织品

其实，关于纺织品的触控感受功能，早在2015年6月份的Google IO大会上，谷歌就曾发布过这项新奇技术，谷歌称为Project Jacquard（提花机计划），而该项计划就是由谷歌先进技术和项目部门（ATAP）所主导研发的技术，能够采用特殊的纱线，经过纺织、缝纫或者刺绣把看似普通的纺织品变成触控感应的平面，如果穿在身上便可以直接用衣服来接听电话、进行运动跟踪等等。

据司承电子科技首席技术官李鹏介绍：黄道婆计划与谷歌的提花机计划类似，采用了一种特殊的纱线来进行触摸和压力的传感。这种纱线内部嵌入了导电纤维，外部经过一定的浸润处理，使得纱线具有了针对线体应变感应的能力，经过精密的电信号采集处理电路，实现了类似谷歌提花机计划的触摸效果。

其实在谷歌和司承电子科技之前，智能服装的概念早已经存在，但大多是对成品服装进行改造，例如通过在服装上增加硬件、电路、传感器的方式监测用户的心率、呼吸，或者添加太阳能电池板和电缆，这样出门时手机可以直接连接衣服上的USB口进行太阳能充电。

然而这种外置的技术实现起来并不困难，但在穿着舒适性和灵活性、轻便性等方面还是略显“笨拙”，所以研究人员开始瞄准了从衣服的原材料“开刀”——将导电纤维和普通纱线纺织在一起。这样做出的布料本身就可以具有触控功能，使用这种布料制作的服装穿起来也更加舒服。

据悉，这种传导纺线是由特殊材质制成，非常强韧，能够适应纺织品的织造流程，但同时又十分美观，可以跟很多材料进行混纺，包括亚麻、丝绸、棉和羊毛制品等。普通纺线多是捻成的，因此非常脆弱，很容易断。而特殊设计的纺线采用了编织工艺，如果对其进行拉伸，纺线会产生收缩并变得更加强韧，甚至徒手也无法扯断它。

据帮助谷歌开发智能服装技术的一家名为TE Connectivity的公司透露，目前已开发出一个“概念验证”，能够帮助传统服装生产企业通过整合车间和工序，以研发智能或通过网络互联的纺织品。

织物传感器应用前景广阔

随着互联网及4G时代的普及和快速发展，中国可穿戴设备市场即将迎来新一轮的高速增长，而中国市场由于其庞大的消费人群将促使其成为全球可穿戴设备市场的核心。司承电子科技等一批国内企业已经敏锐地把握到了智能服装行业即将到来的风口。

虽然，智能服装前景广阔，但能否被市场所接受，“可穿性”是前提，而柔性传感技术是最为关键的一步。司承电子科技CEO陈功表示，要使得织物拥有可穿性和舒适性，最重要的是将传感器和面料纱线融为一体，而织物传感器和大面积柔性压力传感器是司承电子科技红丸科技实验室历经6年研究开发的前沿科技成果，统称Sense-Joint系列传感器。这种特制纱线的性质与普通纱线无异，可以进行染色、水洗、纺织、刺绣、缝纫等常规操作，如果出现断头，只需缝合即可，不影响功能，是一项非常适合产业化的技术。

因此，织物传感器的应用不言自明，特别是大面积柔性压力传感器因为技术成本低廉、加工方便、材料可随意裁剪拼接、防水性好和寿命长达几百万次的优势，在运动、医疗、健康、智能家居、可穿戴设备等各方面的应用前景广阔。

陈功称，现在很多的智能手环、智能手表，每天都产生了大量的人体运动数据，但除了一个单纯的数据，并没有涉及到专业的分析和建议。司承电子科技是国内较早致力于智能应变传感器研发、设计、制造和消费级应用的高科技公司，在新材料、传感器结构、检测技术、应用算法等领域拥有多项专利技术和知识产权。我们希望Sense-Joint系列传感器能够建立起人类生活与智能硬件产品之间的数字化桥梁。

目前，司承电子已与上海体育学院达成了战略合作，实现了研发成果的专业级和消费级产品化和产学研战略联盟，并与多家企业或机构在智能家居、健康运动装备、可穿戴设备等方向达成了深度研发和产品合作意向。预计明年春季，有部分产品将批量投放市场。

无独有偶，国内还有一家旨在成为全球领先的柔性传感器技术供应商的珠海安润普科技有限公司研发的一款独特的SOFTCEPTORTM柔性传感技术研发出的智能服装，柔软度接近人体皮肤，能灵敏捕捉人体内外细微的形变、压力变化等，感应监测人体呼吸、心率、腰围、肌肉维度、情绪变化等数据，可作为健康、保健、美容、美体等客观指标，将对人的关爱置于无声无息的日常穿戴中。据悉，该公司的智能服装产品不久后将投放市场。

未来，即使是不了解电子器件的服装设计师也能用这样的布料进行多种多样的设计，任意添加新的功能，制作出极富创意的服装产品。据谷歌透露，目前已与知名牛仔服装品牌Levi’s签订了合作协议。如果研发顺利，谷歌预计明年将有2600万件智能服装在美国上市，并随之向开发者社区开放API，以便让开发者们自由设计可在衣服上使用的应用。

据尚普咨询发布的《2015-2020年中国智能穿戴行业市场调查研究报告》显示，我国智能穿戴设备有望在2016年达到1.71亿的出货量。尽管这份报告并不一定准确，但以其为参照，我们可以预见全球整个可穿戴设备市场的容量不容小觑。

也就是说，可触控感应的智能服装并不仅仅是一个概念而已，它真的有可能在某一天被我们穿在身上。