麻省理工學(xué)院的研究員研發(fā)出了一種新型的制造工藝,它可以生產(chǎn)出貼合身體的智能紡織產(chǎn)品,所以能根據(jù)穿戴者的動(dòng)作改變形態(tài)。這種技術(shù)通過(guò)加入一種特殊的塑料紗線并使用一定的熱量將它輕微熔化,這大大提高了多層紡織品中壓力傳感器的精度,此技術(shù)也被稱為3DKnITS。
用這項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)出鞋和鞋墊后,構(gòu)建了一個(gè)軟硬結(jié)合的系統(tǒng)以實(shí)時(shí)測(cè)量和分辨壓力傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以以99%的準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)智能紡織墊上的受試者執(zhí)行的動(dòng)作和姿勢(shì)。此項(xiàng)數(shù)字針織技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速得原型制作和簡(jiǎn)單得擴(kuò)大制造規(guī)模。它還有根據(jù)客戶要求自由設(shè)計(jì)圖案的優(yōu)點(diǎn),并且傳感器也高適應(yīng)性的集成到結(jié)構(gòu)中。這領(lǐng)域從玖拾年代就開(kāi)始研發(fā)和探究,材料學(xué)和嵌入式系統(tǒng)的進(jìn)步使得這領(lǐng)域的前景更加光明,可能性更多。
不同的紡織技術(shù)也是此實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵部分。研究員使用數(shù)字針織機(jī)將多層織物與標(biāo)準(zhǔn)的功能性紗線編織在一起。此針織紡織品由兩層導(dǎo)電紗線編織而成,它被夾在壓阻式針織物附近,在受到擠壓時(shí)會(huì)改變電阻。所以在功能性纖維相交的地方形成了一種壓力傳感器。而由于紗線柔軟,因此當(dāng)受試者移動(dòng)時(shí),每層都會(huì)移動(dòng)并且發(fā)生相互摩擦,這產(chǎn)生的噪音會(huì)導(dǎo)致可變性,使壓力傳感器的精度大大降低。研究員發(fā)現(xiàn)在熱塑性紗線在70度以上時(shí)會(huì)開(kāi)始熔化,并且變硬,這就可以保持穩(wěn)定的形狀。此過(guò)程可以將整個(gè)織物擠壓和熔化到一起,將多層織物變成一層,從而準(zhǔn)確性大大提高。之后,一個(gè)處理壓力傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)也是重要的。此系統(tǒng)可以掃描織物上的行和列,并測(cè)量每個(gè)點(diǎn)的電阻,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為熱圖。zui后圖像被反饋到機(jī)器學(xué)習(xí)模型中經(jīng)過(guò)訓(xùn)練預(yù)測(cè)用戶的姿勢(shì)和動(dòng)作。