智慧型紡織品的展望-科技面

技術1、穿戴式裝置中的人工智慧(AI)

穿戴式裝置的關鍵功能之一是收集並儲存數據,並顯示對應的訊息,這項功能越強,產品就越智慧。人工智慧憑藉其收集和處理大量複雜資訊的能力,已正在改變醫療保健和製造產業的面貌。

受到Covid-19疫情期間病床需求的推動,病患的遠端檢測需求呈現指數級增長,穿戴式裝置以及其他健康檢測設備成為幫助患者進行24小時居家檢測的重要角色。PhysIQ(美國公司)使用AI技術來檢測患有Covid-19、心臟病和慢性阻塞性肺病(COPD)的病人,這種AI演算法最初是開發用於解決噴射引擎檢查的特殊問題,該法是將每個引擎生成客製化模型進行運算。這種AI演算法在醫療保健檢測中,目前大約需要36小時來建立患者檔案,它能夠作為異常心率或呼吸檢測的基礎,幫助查看這些資料的臨床醫生採取適當的行動。

在另一項發展中,Biped(瑞士公司)是專為盲人和視障人士設計的人工智慧副駕駛。它可以快速為穿戴者提供有關其周遭環境的資訊,採用預測工具並透過空間聲音給予直覺的回饋。開發人員將其描述為「智慧安全帶」,它其實是一種可穿戴在肩上的穿戴式裝置,其設計比起「安全帶」一詞所代表的實際限制更少。該技術配有3D攝影機,可以拍攝周圍環境並提前幾秒鐘預測重大事件的發生,其重量不到900克,配有可拆卸電池,續航時間超過6小時;它還佩有耳機,表示可以透過聲音輕鬆辨識障礙物或其他重要物件的位置,該系統還可與智慧手機的GPS相連,以輕鬆導航到新的去處,目前Biped仍處於開發的beta測試階段。
 

未來五年市場展望

資料安全仍然是使用者關注的議題,預期未來將看到企業為使用者建立更強大且更加(資料)保護的網路,這將會增加市場參與度與規模。長遠來看,業界持續嘗試提供具有更大創造力的人工智慧,這可能使穿戴式裝置的設計全面升級。

 

技術2、智慧凝膠纖維

凝膠比一般電子產品具有更大的靈活度和一些新穎特性,以其製成的智慧纖維也受到了關注。在美國麻省理工學院(MIT),研究人員開發了一種概念驗證樣品,他們表示這是目前長度最大的柔性纖維電池,可達140米,以熱拉法生產而成,電池中有多種複雜的電活性凝膠、顆粒和聚合物,這些物質聚集在保護性包覆層內部,會同時流動產生電流,這種纖維形式的鋰離子電池也能夠在水中進行梭織、清洗和使用。

另一項發展,丹麥技術大學、芬蘭的赫爾辛基大學和伊朗的贊詹醫科大學,其研究人員正共同開發具有自我修復機能的絲綢石墨烯水凝膠。

這項材料名為CareGum,主要以絲綢製成,具有感測、導電、黏附、拉伸、強韌、可塑性和一分鐘後自我修復率達到95%的機能。這種類似紡織品的纖維可以透過濕法紡絲工法使用擠壓方式來製造,在室溫下快速冷卻之後產出的光滑纖維,可以與其他纖維混合並且梭織。為了解決它作為穿戴式裝置的耐用性問題,研究人員進行了一系列電氣和機械測試,包含拉伸強度和自我修復,並顯示出優異的結果。他們預期若將該技術應用在可自我修復的仿生電子手套中,將能夠增強檢測複雜手部運動的能力,可應用在提高手術靈活性、手語翻譯和手部受傷患者康復等領域。這種電子手套有三個關鍵功能:放大訊號處理並且將類比訊號轉為數位訊號;微處理技術以處理數據並將其傳輸到電腦;最後則是感測能力。CareGum感測器的可塑特性使其能夠根據佩戴者的人體結構進行客製化,使感測器能被置於手上的主要運動點;其黏合特性則有助於穩定手套中的感測器,使其適合長時間使用。這些智慧凝膠技術的發展,有望為穿戴式裝置中的許多設計與穿戴性問題,以及包含清洗、壽命和維修等循環經濟的關鍵問題提供全新的解決方案。

資料來源:丹麥技術大學、赫爾辛基大學和贊詹醫科大學

CareGum自我修復的絲綢石墨烯水凝膠

 

未來五年市場展望

該技術仍處於相對早期的發展階段,雖然它可能為醫療產業帶來巨大好處,但其他應用領域可能會因為測試和標準的不同而更早推出產品。長遠來看,它在高度複雜的技術纖維和結構上具有強大的潛力,有望製造出新世代的穿戴式產品

 

技術3、觸覺服裝感測器

感測技術的進步使機能性和舒適性不再是魚與熊掌不可兼得,這個趨勢在觸覺服裝中尤為明顯,最近的發展也成功顯示機能性與舒適性可以互相結合,這些技術在其主要市場的醫療和遊戲領域中擁有雄厚的資金,兩種特性的結合並未造成問題。舉例來說,OWO(西班牙公司)的專利無線觸覺遊戲背心,可讓玩家在進行電玩遊戲時即時感受超過30種不同的感覺,它可與個人電腦、行動裝置、主機和VR平台的多人模式相容,並且在連線或離線狀態下都可使用。這種背心是以萊卡纖維製成,其布料透氣具有彈性,在長時間穿著時尤其能感受到它的舒適性。作為2022年CES創新獎的獲獎者,OWO表示它的感官演算法可以創造從下雨到槍聲、風或擁抱等無限種類的感官體驗。Teslasuit是一家產品涵蓋遊戲和醫學領域的公司,目前特殊外科醫院創新研究所(HSS)已經和Teslasuit的製造商VR Electronics(加拿大公司)建立合作夥伴關係,以開發運動服和全身緊身衣,以增進用於診斷、運動訓練和新一代復健技術所需要的人體運動評估,該技術可藉由覆蓋全身約95%肌肉的感測器,融合虛擬實境(VR)和擴增實境(AR)的延展實境(XR),來利用即時數據進行電力刺激以提高使用者的運動技能,同時該產品就像是人體的第二層皮膚,具有高度的伸縮性、透氣性、耐用性和可水洗性。
 

未來五年市場展望

技術小型化加上消費者的期望,可能會繼續成為相關發展的關鍵驅動因子,可以預期終端市場本身會變得越來越專業化和細緻化。從長遠來看,這有可能成為新型混合產業的一部分。