這件衣服能自己接電話,還能聽你聽不見的聲音
如果現在讓你做一個打電話的手勢,你會怎麼做?是像這樣 比個「六」?還是像這樣 ✋ 舉起整個手掌?
▲ 圖片來自:Daily Mail
有人説,這個手勢會暴露你的年齡,其實這也是技術帶來的時代變遷,在不同代際的人身上刻下的「烙印」,或許以後再説起打電話的手勢,有的人會選擇摸摸自己身上的衣服。
MIT(麻省理工學院)的 Fink 實驗室裏,研究團隊開發了一種可以監測併發出聲音的「聲學織物」。並以 Wei Yan 為主要作者將研究發表在《Nature》(《自然》)雜誌上。
以後,你甚至用衣服就能打電話了。
當然,好玩的地方還不僅於此。
▲ 圖片來自:麻省理工學院 Fink 實驗室
劉慈欣的短篇小説《鄉村教師》中有這樣一段描寫:
「那麼,他們的個體相互之間的信息交流方式是什麼?」
「極其原始,也十分罕見。他們身體內有一種很薄的器官,這種器官在這個行星以氧氮為主的大氣中振動時可產生聲波,同時把要傳輸的信息調製到聲波之中,接收方也用一種薄膜器官從聲波中接收信息。」
這裏面提到的,就是人耳工作的過程。聲音在空氣中傳播時會引起振動,這就產生了聲波。這些波到達人類耳朵這個複雜的三維器官時,會引起鼓膜振動,隨後耳蝸會將它們轉換為大腦神經能感知和處理的電信號。
▲ 圖片來自:Unsplash
麻省理工學院開發的「聲學織物」,正是從人耳工作方式中得到的啓發。
你試過戴帽子或用衣服矇住頭嗎?回想一下那個時刻就會發現,常見的織物都會抑制或降低聲音。其實,所有的織物都能因為聲音而振動,但有些納米級的振動實在是難以察覺,那怎麼讓它們能「聽見」聲音?
▲ 圖片來自:Getty Images
研究人員決定把立體的耳朵「平面化」——織在衣服上。
把壓電層和能響應聲波振動的增強材料組成分層材料塊,製成像記號筆大小的「預製件」,再把預製件利用熱拉伸拉長,拉長,再拉長…… 這種壓電材料就變成了 40 米長的纖維。
這種特殊的壓電纖維具有柔性,在被編織的時候能像其他織物纖維一樣被彎曲。這種材料在彎曲或機械變形時會產生電信號,因此能將聲音振動轉換為電信號。
它能聽見什麼?從安靜的圖書館,到車水馬龍的熱鬧街道,無論是周圍環境裏我們能感知到的聲音,還是人類通常難以察覺無法識別的信號,都能被這種「聲學織物」捕捉。
被捕捉的振動會被「聲學織物」轉為電信號,然後轉換成可記錄在設備上的電子數據,也可以轉換成揚聲器釋放人們能聽到的振動。
▲ 圖片來自:材料牛
為了解「聲學織物」的可使用範圍,研究人員進行了許多測試。
把「聲學織物」縫在襯衫的背面,在不同的角度拍手想看看它是否接收到聲音來自哪個方向。測試後發現,這種織物在 3 米外的距離可檢測到的聲音角度在 1 度以內(意思也就是它很靈敏),能確定諸如拍手之類的突然聲音的精確方向。
▲ 圖片來自:MIT News
將「聲學織物」縫在襯衫的內襯上,通過覆蓋胸部區域的壓電纖維,它準確地監測了穿上這件衣服的健康志願者的心跳。
▲ 圖片來自:材料牛
除了能「聽到」聲音,「聲學織物」還能對聲音進行「反向操作」。把記錄的口語以施加電壓的形式將記錄傳送到壓電纖維上,就將電信號轉換為人們可聽見的振動。而其他「聲學織物」的纖維能夠檢測到這種振動,通過這種方式就能完成溝通和交流。
▲ 圖片來自:材料牛
從設計原理上和功能上看,「聲學織物」就像是耳朵與麥克風的結合體,不僅能「聽到」聲音,還能「發出」聲音。研究人員也以這些依據,開發並設想了許多功能。
比如,它能變成可穿戴助聽器,幫助聽力受損的人在嘈雜的環境中識別方向;又或者,「聲學織物」可以變成監測儀,通過捕捉皮膚上的振動來持續實時監測人們的心跳和呼吸頻率,甚至還能監測到心音特徵的細微變化。因此,除了監測自己的心跳,它或許還能融入孕婦裝,幫助監測胎兒的心跳。
▲ 圖片來自:Unsplash
既然通過壓電纖維可以進行交流,如果穿着由「聲學織物」做成的衣服,我們或許還可以通過它來接聽電話和與他人交流。
當對電信號敏感的壓電材料被製成纖維織進衣服裏,有人穿上了這樣的衣服,就相當於多了一個聲音收發系統,人們也就多了一種瞭解自己身體和周圍環境的新方式。
▲ 圖片來自:BuzzFeed
不僅如此,「聲學織物」可以集成到航天器表面檢測太空塵埃,可以編織成智能網來追蹤海洋中的魚類,還可以集成到建築物中檢測裂縫。
總之,這種新型面料能有廣泛得以應用的機會。
它真的能用嗎?可能會有人會有這樣的疑問:看起來「高科技」的「聲學織物」,真的適合穿嗎?
研究人員將壓電纖維與傳統紗線編織在一起的面料,其實並不會變重,也不會在衣服上佈滿高聳的金屬絲,感覺就像一件輕便的夾克,雖然比襯衫重,但比牛仔布要輕。
▲ 圖片來自:麻省理工學院 Fink 實驗室
而且,這種面料與人體皮膚接觸也不會產生不適。
更重要的是,它還可以機洗。是的,沒錯,它可以機洗。
柔軟、舒適且耐用的「聲學織物」,或許是可穿戴設備的又一種可能。那麼你,想擁有這樣的「耳朵」嗎?