作者:大卫·L
麻省理工学院钱德勒 在这张织物照片中,你可以看到功能纤维的绿光
博士生加布里埃尔·洛克说:“没有什么人造物品比我们穿的衣服更无处不在,也没有什么人造物品比我们穿的衣服更能接触到更重要的数据。”
“如果我们能以某种方式教我们的织物感知、存储、分析、提取和交流这些潜在的有用信息,那该多好啊。” 在《物质》杂志上发表的一篇观点文章中,纤维@麻省理工学院研究小组的成员最近为快速增长的先进纤维和织物领域如何改变我们生活的许多方面提出了一个详细的愿景
例如,“智能服装”可能会持续监测体温、心率和其他生命体征,然后分析数据并给出潜在健康状况的警告
该小组由约埃尔·芬克教授领导,正在开发具有先进计算性能的纤维和织物
麻省理工新闻问博士
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学生加布里埃尔·洛克是这篇文章的主要作者,他和芬克以及其他六人一起阐述了该团队的观点
问:你刚刚发表的论文描述了一个织物电脑的愿景
这种计算机能帮助解决像我们现在面临的这种流行病吗? 答:当前的流行病揭示了需要新的范式来实时评估大量人口的健康状况
目前症状驱动测试的方法是滞后的指标,就新冠肺炎病毒的传播而言,可以比作仅仅用后视镜开车
那么,我们如何创建具有预测性、前瞻性并能提供领先指标的系统呢?如果你有一种方法可以持续获取你的生命体征呢?潜移默化的微小变化会成为个人健康问题的早期预警信号吗?如果你能在空间和时间上将这些变化与大量人群联系起来,并实时进行,以识别疾病的传播,会怎么样? 没有什么人造物品比我们所有人穿的衣服更无处不在或暴露在更重要的数据面前
如果我们能教我们的织物如何感知、存储、分析、提取和交流这些潜在有用的信息,那不是很棒吗? 在这篇文章中,我描述了这台新电脑的四个原则
首先,随着时间的推移,通过新的材料设计和可扩展的光纤制造方法,单股光纤的性能将会迅速提高
第二步是将这些纤维协同组装成一个独特的结构,用于捕捉、存储和处理我们身体释放的大量数据
第三是人工智能结构的发展,在这种结构中,专门设计的机器学习算法可以发现并获得隐藏的身体模式的新见解
第四,面料成为迎合大量人群的增值服务的复杂平台
问:你描述了一个潜在的“摩尔定律”,它最初描述了计算能力每18个月翻一番,用于开发计算结构
你能描述一下你的意思吗? 一根功能性纤维发出绿光,穿过缝纫针头
学分:麻省理工学院 答:对于出现的摩尔定律,纤维必须由多种材料组成,精确地排列在单个纤维横截面内,以产生包括计算在内的各种功能的设备
相对于微芯片设备的薄膜技术,多材料纤维的领域还很年轻
但是我们现在在论文和研究中看到的是纤维所能展示的功能数量的大幅增长
例如,在过去几年中,被称为热纤维拉伸的制造方法已经产生了多种材料组合和功能,包括心率监测和光通信
有了光纤的摩尔定律,我们可以想象未来的计算结构将不断更新新的功能和能力,就像我们总是更新计算机中的软件一样
问:你已经为计算织物的未来规划了一个长期的愿景和蓝图
你认为在未来几年中,我们在这个方向上最重要的近期步骤是什么? 答:最重要的是确保人们,尤其是学生,意识到面料正在发生什么,以及他们将很快变得多么有能力
在我们的小组中,许多来自不同学科的学生在我们说话的时候正在致力于创建结构计算机
类似于个人电脑的发展,这个领域有大量新公司和创新的机会
我预计光纤将进入数字领域,并引入光纤输入和输出
现代计算机由数百万个逻辑门组成,因此将数字电路和逻辑门集成到光纤中代表了在光纤和结构中实现完全计算能力的许多步骤中的第一步
其次,为了实现织物计算机,重要的近期步骤将是开发织物结构,该结构允许纤维相互通信,同时保持织物的常规质量
最后,为了使织物具有人工智能能力,训练有用的网络进行精确预测需要大量的数据集
这需要从我们的身体收集大量的数据
因此,织物中的传感器必须尽可能无缝和耐磨,以便这些传感器可以长时间佩戴
在这些方面的工作,如提高光纤传感器的灵活性、可清洗性和功率要求,将使我们在人体数据的普遍采样方面向前迈出一步
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