把机器人穿在身上，终将到来的智能服装时代

编译 莫庄非

在英国动画电影《超级无敌掌门狗：错误的裤子》中，有一条未来主义的裤子可帮助穿着者行走于墙壁和天花板。

英国科学家表示，这部电影激发了他们的科研灵感：能不能创造出机器人服装来帮助社会呢？于是，他们打造了一套“机器人裤子”，配置有电动泵，后者可将空气泵入裤子里的细管使其膨胀，进而帮助老年人或残疾人起床或改善血液循环。

如今在世界各地的大学实验室里，材料科学家、计算机程序员和面料设计师正致力于研发可穿戴机器人，推动“利用服装保持身体健康或改善日常生活”这一理想成真。

麻省理工学院的材料科学教授约尔·芬克（Yoel Fink）说道：“我们正处于制造出像iPhone这样产品的前期阶段。这非常令人兴奋。”

2022年6月，澳大利亚的研究人员研发出机器人纺织纤维，由其制成的织物可自动移动。2021年，麻省理工学院的科学家们创建了计算机可编程纤维（内嵌微芯片），并利用电池凝胶制备得到纤维电池；这种电池可以植入衣服并为机器人织物提供动力。这方面的技术似乎正趋于成熟——业界正试图为士兵和间谍开发智能服装。

研究人员表示，他们的事业正处于转折点，并且很快就将迎来一个新时代：服装会拥有一套电脑般的系统，能够感知穿戴者的身体感觉，并据此发出指令，为其提供帮助。科学家预测，大家可以期待今后十年间出现一系列未来主义的产品：裤子能帮助老年人或残疾人行走；运动袜可通过自动压缩促进血液流动；孕妇装可以跟踪胎儿心率以改善妊娠结果。

近年来，诸多企业开始发布与手机连接的智能服装。谷歌的Jacquard项目携手李维斯、伊夫圣罗兰和阿迪达斯等服装品牌，推出一系列智能服装，通过将传感器安装于牛仔夹克、背包和鞋子里，使用户能通过操纵穿戴品来访问智能手机。李维斯的牛仔衣有智能袖口，滑动便可切换音乐；圣罗兰的双肩包是触控的，能通过对肩带上的触敏区域做特定手势，控制与其配对的手机；阿迪达斯的智能鞋垫内含芯片，可追踪用户的运动数据，并与足球手游联动。此外，时尚科技初创公司Wearablex打造了同样连接智能设备的瑜伽裤，可通过振动提示来帮用户改善姿势。

不过，研究人员表示，这些“联网”服装只是智能服装技术的第一波浪潮——他们正致力于推动更多技术创新，打造功能更强大的新一代服装。

澳大利亚新南威尔士大学的科学家试图创建能改变形状的面料。该校医疗机器人实验室的负责人、高级讲师丹·多（Than Do）博士表示，他的团队已经制作出直径与纱线相当的硅管，并将其编织成片状织物（灵感来自肌肉纤维）。这些微管受到电刺激或热刺激的触发后，会使织物呈现出各种预编程的形状。

当然，多博士的团队仍然面临挑战。其中一个重大难点在于，怎样使这些硅管体积更小，以便其轻松地与纱线或其他织物编织到一起而又不增加体积。目前，它们的直径为0.5毫米，而研究团队的目标是0.1毫米，大致相当于普通注射器针头的尺寸。而纱线的平均直径约为3～4毫米。

麻省理工学院的材料科学教授约尔·芬克（Yoel Fink）表示，智能服装领域要出现真正的变革，关键一步是令织物内部具备计算能力，能够监测生理迹象并指导技术。研究人员正在尝试构建可以处理人类皮肤生成的数据并将其转化为对衣服指令的算法。

他说道：“软件将决定你接受什么服务。未来的智能服装看起来与今天的寻常T恤和裤子无异。”

芬克和其他研究人员创建了带有数百个硅胶微芯片的纤维用以传输数字信号——如果要让服装能自动跟踪心率或足部肿胀等信息，这是必不可少的。这些纤维足够小，小到能穿过针头，能被散布至织物内并历经至少10次清洗。

麻省理工学院的其他学者还创造了一种可编织成织物、超长纤维形式的可充电式锂离子电池，无需外部电源即可为纺织品供电。

但芬克表示，该领域面临的一个最大挑战在于设计。他说道：“新一代智能织物应该是什么样子的？它应该是看起来、摸起来、穿起来、洗起来都与现在你身上穿的衣服别无二致才行。” 芬克指出，他自己的实验室正在与美国罗德岛设计学院的工业设计师合作，以期解决关键难点。

耶鲁大学机械工程教授丽贝卡·克莱默-博蒂格里奥（Rebecca Kramer-Bottiglio）认同芬克观点：在智能纺织品“完全兑现其潜力”之前，仍存诸多障碍。一个相当大的挑战就是，怎样使这些内嵌大量电子设备的纤维制品足以耐受多次洗涤。

另一方面，克莱默-博蒂格里奥也将穿着舒适性视为难题。 “大量特殊纤维的引入可能严重降低服饰鞋履的可穿戴性。用户可能会很难把一件智能衣穿上身，又或者穿上以后很难脱下来，穿着体验很不舒适。”此外，她指出研发者必须找到将机器人纤维置入织物的最佳方法，并确保电源重量足够轻。

虽说困难很多，不过克莱默-博蒂格里奥还是乐观地认为科学家会找到前进的道路。她说：“现阶段的技术突破正指向一个并不遥远的、智能服装悬挂衣橱的未来。”

资料来源 The Washington Post