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封面新闻记者 边雪 为了突破每年必长胖的春节魔咒，林梓妍（化名）提早半个月，就给自己布置上了每天做一小时的“刘耕宏女孩”。但阳康没多久的林梓妍在坚持了3天高强度的健身后，就意外扭到了小腿。 “假如运动者穿上智能服装，就相当于将传感器装置在了衣服上，假如再中止打篮球、打网球或者做瑜伽等运动时，每一个动作的幅度都经过传感器被记载。”厦门大学副教授（双聘）、中国计算机学会、IEEE高级会员郭诗辉在接受采访时表示，经过智能服装，将会实时依据运动规范来提示运动者规范每一个动作，同时也能避免运动者受伤。 在进入万物互联的时期下，可穿戴设备成为一个无时限、无界线概念的新数据流量入口，基于大数据、物联网、技术创新等层面应运而生的智能服装，会迎来展开的蓝海吗？正在以“盘绕虚拟理想中的体感交互，特别是基于柔性传感器的智能服装”为研讨范畴的郭诗辉团队以为，未来，智能服装将具备智能感知和交互的功用。
带有传感器的智能健身服装表示图。（图片来源：网络） 问世十多年的智能服装 要火起来了？ 十多年来，带有传感器的智能服装和下一代纺织品能够将人们的衣柜转变为健康追踪服装，智能服装产业的光明前景似乎就在眼前。 新加坡国立大学（NUS）的一个研讨小组就开发了一种智能手机驱动的运动服，这种智能服装能够在运发起外出竞赛时为运发起提供姿势、跑步步态和体温等生理数据。而其研讨结果2022年已发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。 这些想法不只仅来自高校或创业公司，李维斯（Levi's）和Under Armour都曾提出“运动夹克”的想法——作为一种提供触摸控制快捷方式和锻炼配备，能够追踪穿衣者的运动状况和生命体征。 但实践上，这些美好的想象并没有取得胜利。固然研讨人员曾经在将传感器和电路编织到衣服中这个方面做得更好，但智能纺织品并不像普通衣服那样耐用或防水，它们需求不时接触皮肤才干工作，还有可能会呈现各种各样的问题。 “织物作为与人接触时间最长的物品，完成织物的智能化是获取人体状态信息的重要方式之一。智能服装的特征之处在于应用织物传感器监测人体运动信号，从而完成运动跟踪的目的。”郭诗辉解释，织物传感器作为人体运动状态的监测伎俩，是传感器、计算机图形学、计算智能等跨范畴交叉的问题，是新兴、重要且有探求的方向。 智能服装一直没能特别盛行，到底是什么缘由？“智能服装固然是一种大众消费品，但是还没有一个场景提供大众化的智能服装功用需求。”郭诗辉通知封面新闻记者：“举个例子，用于动作捕获的智能服装在前几年能够说是‘有劲儿没处使’，但近些年的硬件算力增加、AI和图形学算法不时优化，让虚拟理想（VR）和增强理想（AR）技术快速展开，随之而来的‘元宇宙’概念更是激起了大家对人体数字化重建的极大热情。所以在某个能提供大众化智能服装需求的场景呈现之前，智能服装的确没盛行起来。” 当下，智能手表都能够完成追踪睡眠、锻炼数据，监测你的心率能否有潜在的心律失常，并察看可能的呼吸暂停等功用，但无法更进一步感知人体的异常。“在未来，智能服装将效劳于人，同时成为人类的衔接器，满足人们在各种状态下的功用。”郭诗辉以为，往常很多事要靠手机、手环等外部设备的功用，以后都能植入服装，让生活愈加方便和智能化。
郭诗辉在科博会现场引见路演项目。(图片来源：封面新闻记者拍摄) 高科技智能服装：私人健康护理师 郭诗辉通知记者，目前市面上的智能服装从应用范畴大致分为生活文娱，体育锻炼、医疗保健和军事设备类别。“比较成熟的产品有Hexoskin Smart的健身T恤、Nadix瑜伽裤、Ambiotex智能贴身上衣（能够中止跌倒检测和警报功用）以及能够给人推拿的AiraWear推拿服。” 关于普通人而言，智能服装除了健身，可作用的场景还有很多。郭诗辉指出，“生活文娱和医疗健康是我们重点关注的方向，特别是对患者制定个性化的康复计划，智能服装也具有重要价值。” 值得留意的是，最初专为运发起设计的智能服装，在展开之余都兼具了医疗的功用，CircuiteX、SmartLife、Clothing+和Ohmatex等公司纷繁推出了自己的智能服装，有的能够丈量心率和呼吸频率，有的能够辅佐预测心脏病，以至还有监测衣着者能否水肿的特殊袜子。 在探求智能服装的潜力上，研讨人员不遗余力地想象智能服装的更多可能。2022年，郭诗辉带领的课题组在Hindawi旗下开源期刊Journal of Sensors发表了以“Intelligent Sensors and Internet of Medical Things for Smart Healthcare”为主题的研讨论文，作为该研讨论文的通讯作者，郭诗辉主要从事虚拟理想、人机交互、计算机图形学的研讨工作。这项研讨提出了一种基于柔性传感器的人体姿势跟踪措施。经过剖析计算捕获到的姿势以取得上肢的关节角度，并应用该角度连续评价上肢运动的EMG信号。 这项研讨的实验结果表明，长短时记忆网络能够有效处置柔性传感器的非线性和迟滞问题，堆叠模型能够很好地回归出关节角度数据和EMG信号数据。该措施为未来家庭健康监测和运动指导提供了更多的可能性，例如，用户能够基于该系统实往常线医疗和在线诊断。 《应用物理杂志》上也曾发表过一篇题为《智能纺织品：未来时兴工具箱》的文章，其中列出了智能服装可能具有的潜在特征，其中包含自我修复小伤口、调理热量和气流、监测伤口并中止治疗等特殊功用。
郭诗辉在科博会现场引见路演项目。(图片来源：封面新闻记者拍摄) 智能服装想要拓宽市场 道阻且长 往常市场上的大多数智能服装，是由传统资料制成后，将电路缝合在衣服上，可完成信号从传感器传送到接纳器。还有一小部分智能服装是由特殊纺织品制成，它们经过传导电或压力、热量的差别做出反响，并将这些信号发送给接纳器，从而辨认出人体的变更，以Nike的“AeroAdapt”技术为例，该技术经过将织物汇集在一同，以翻开透气间隙，从而对水分（例如汗液）做出反响。 “由于柔性传感导线都集于一件衣服上，背地的算法也会产生很多噪声。”郭诗辉向封面新闻记者表示，未来几年，或许智能服装面临的最大艰难仍是工程范畴的制造问题——集成化柔性电路和柔性导线、新型柔性传感器，以及上述柔性部件与纺织面料的复合等。 在资料科学进步的同时，人们对美的追求也在快速提升。在郭诗辉看来，智能服装的科技和设计缺一不可。“智能服装说到底还是服装，是一种供人们日常穿戴的大众消费品，所以我们团队在研发产品之初就定下了科技与设计这两方面的目的：前者的目的是研发运用新型传感器，在创新算法的支持下完成智能服装的‘智能性’提升；后者的目的是保障智能服装的视觉效果美观、衣着温馨，尽可能做到大家在日常生活中想穿就穿、在哪儿都能穿。在这样‘两把抓’的研发背景下，科技与设计就自但是然地在产品中均衡了。” 处置了穿得美观这件事，研发人员还在探求智能服装能穿在哪和能穿多久的问题。2021年4月出版的《应用科学》杂志上曾发布的一项调查发现：受访者之所以拒绝置办智能服装，是由于他们担忧性能、耐用性和可用性。 不难发现，大部分市场上被称之为“智能服装”的商品，并不具备普通服装的耐穿和可洗的性质。“假如真的能辅佐我更好完成运动，我会很愿意尝试智能健身服装。”林梓妍直言，但假如衣服不耐穿或者只能在特定的场所穿，她也可能只会图新颖不会重复置办。“运动是我的日常例行项目，假如过一段时间就要重新买智能运动衣，那我可能担负不起。” 对此，郭诗辉带领的团队曾经中止了多种方式的尝试。“在设计并制造完成一款基于柔性拉伸传感器的服装后，我们思索到，面向大众的智能服装应当有更强的穿戴温馨性和愈加自然的外观，究竟大众消费者的运用场景不能够局限在家中或者专业场地中，一套紧身的连体服明显不能满足大家随时随地想穿就穿的愿望。” 郭诗辉通知封面新闻记者，他们正着手设计制造一套全新的宽松休闲智能服装，其中传感器部分也中止了升级，改换了运动追踪愈加精准的惯性传感器和硅胶基角度传感器。“智能服装的展开提高任重而道远，我们团队也希望能尽自己的力气，在一次次的迭代中把更成熟智能服装带到大众视野当中。” |
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