这件衣服能自己接电话,还能听你听不见的声音

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03-17 19:44

如果现在让你做一个打电话的手势,你会怎么做?是像这样 🤙 比个「六」?还是像这样 ✋ 举起整个手掌?

▲ 图片来自:Daily Mail

有人说,这个手势会暴露你的年龄,其实这也是技术带来的时代变迁,在不同代际的人身上刻下的「烙印」,或许以后再说起打电话的手势,有的人会选择摸摸自己身上的衣服。

MIT(麻省理工学院)的 Fink 实验室里,研究团队开发了一种可以监测并发出声音的「声学织物」。并以 Wei Yan 为主要作者将研究发表在《Nature》(《自然》)杂志上。

以后,你甚至用衣服就能打电话了。

当然,好玩的地方还不仅于此。

▲ 图片来自:麻省理工学院 Fink 实验室

「声学织物」是什么?

刘慈欣的短篇小说《乡村教师》中有这样一段描写:

「那么,他们的个体相互之间的信息交流方式是什么?」

「极其原始,也十分罕见。他们身体内有一种很薄的器官,这种器官在这个行星以氧氮为主的大气中振动时可产生声波,同时把要传输的信息调制到声波之中,接收方也用一种薄膜器官从声波中接收信息。」

这里面提到的,就是人耳工作的过程。声音在空气中传播时会引起振动,这就产生了声波。这些波到达人类耳朵这个复杂的三维器官时,会引起鼓膜振动,随后耳蜗会将它们转换为大脑神经能感知和处理的电信号。

▲ 图片来自:Unsplash

麻省理工学院开发的「声学织物」,正是从人耳工作方式中得到的启发。

你试过戴帽子或用衣服蒙住头吗?回想一下那个时刻就会发现,常见的织物都会抑制或降低声音。其实,所有的织物都能因为声音而振动,但有些纳米级的振动实在是难以察觉,那怎么让它们能「听见」声音?

▲ 图片来自:Getty Images

研究人员决定把立体的耳朵「平面化」——织在衣服上。

把压电层和能响应声波振动的增强材料组成分层材料块,制成像记号笔大小的「预制件」,再把预制件利用热拉伸拉长,拉长,再拉长…… 这种压电材料就变成了 40 米长的纤维。

▲图片来自:MIT News

这种特殊的压电纤维具有柔性,在被编织的时候能像其他织物纤维一样被弯曲。这种材料在弯曲或机械变形时会产生电信号,因此能将声音振动转换为电信号。

它能听见什么?

从安静的图书馆,到车水马龙的热闹街道,无论是周围环境里我们能感知到的声音,还是人类通常难以察觉无法识别的信号,都能被这种「声学织物」捕捉。

被捕捉的振动会被「声学织物」转为电信号,然后转换成可记录在设备上的电子数据,也可以转换成扬声器释放人们能听到的振动。

▲ 图片来自:Unsplash

为了解「声学织物」的可使用范围,研究人员进行了许多测试。

把「声学织物」缝在衬衫的背面,在不同的角度拍手想看看它是否接收到声音来自哪个方向。测试后发现,这种织物在 3 米外的距离可检测到的声音角度在 1 度以内(意思也就是它很灵敏),能确定诸如拍手之类的突然声音的精确方向。

▲ 图片来自:MIT News

将「声学织物」缝在衬衫的内衬上,通过覆盖胸部区域的压电纤维,它准确地监测了穿上这件衣服的健康志愿者的心跳。

▲ 图片来自:材料牛

除了能「听到」声音,「声学织物」还能对声音进行「反向操作」。把记录的口语以施加电压的形式将记录传送到压电纤维上,就将电信号转换为人们可听见的振动。而其他「声学织物」的纤维能够检测到这种振动,通过这种方式就能完成沟通和交流。

▲ 图片来自:材料牛

从设计原理上和功能上看,「声学织物」就像是耳朵与麦克风的结合体,不仅能「听到」声音,还能「发出」声音。研究人员也以这些依据,开发并设想了许多功能。

比如,它能变成可穿戴助听器,帮助听力受损的人在嘈杂的环境中识别方向;又或者,「声学织物」可以变成监测仪,通过捕捉皮肤上的振动来持续实时监测人们的心跳和呼吸频率,甚至还能监测到心音特征的细微变化。因此,除了监测自己的心跳,它或许还能融入孕妇装,帮助监测胎儿的心跳。

▲ 图片来自:Unsplash

既然通过压电纤维可以进行交流,如果穿着由「声学织物」做成的衣服,我们或许还可以通过它来接听电话和与他人交流。

当对电信号敏感的压电材料被制成纤维织进衣服里,有人穿上了这样的衣服,就相当于多了一个声音收发系统,人们也就多了一种了解自己身体和周围环境的新方式。

▲ 图片来自:BuzzFeed

不仅如此,「声学织物」可以集成到航天器表面检测太空尘埃,可以编织成智能网来追踪海洋中的鱼类,还可以集成到建筑物中检测裂缝。

总之,这种新型面料能有广泛得以应用的机会。

它真的能用吗?

可能会有人会有这样的疑问:看起来「高科技」的「声学织物」,真的适合穿吗?

研究人员将压电纤维与传统纱线编织在一起的面料,其实并不会变重,也不会在衣服上布满高耸的金属丝,感觉就像一件轻便的夹克,虽然比衬衫重,但比牛仔布要轻。

▲ 图片来自:麻省理工学院 Fink 实验室

而且,这种面料与人体皮肤接触也不会产生不适。

更重要的是,它还可以机洗。是的,没错,它可以机洗。

柔软、舒适且耐用的「声学织物」,或许是可穿戴设备的又一种可能。那么你,想拥有这样的「耳朵」吗?

 

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