包括AppleWatch、Fitbit和其他生命體征監(jiān)視器在內(nèi)的可穿戴電子產(chǎn)品正變得越來越受歡迎。但另一種創(chuàng)新正在發(fā)展：內(nèi)置電子設(shè)備和傳感器的可穿戴面料。這些面料可以用來制作衣服來監(jiān)測我們的生命體征。這些創(chuàng)新將帶來哪些機遇和挑戰(zhàn)?

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為什么是可穿戴設(shè)備?

隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，可穿戴設(shè)備因其誘人的潛在應(yīng)用而成為最新的物聯(lián)網(wǎng)前沿?？纱┐髟O(shè)備的優(yōu)點包括方便、易用和實時服務(wù)。然而，如果我們真的要擴展到當前的應(yīng)用程序之外，還需要克服一些令人生畏的設(shè)計和開發(fā)挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的醫(yī)療可穿戴設(shè)備：蘋果(Apple)、Fitbit

可穿戴物聯(lián)網(wǎng)分為四類：健康、娛樂、跟蹤和定位以及安全。到目前為止，蘋果和Fitbit等公司提供的以娛樂為導(dǎo)向的可穿戴設(shè)備可以幫助用戶監(jiān)控自己的體重和運動量。使醫(yī)生能夠遠程監(jiān)控患者的醫(yī)療級可穿戴設(shè)備屬于第一類。但可穿戴設(shè)備可以做得更多。他們還可以為老年人提供緊急護理，監(jiān)測嬰兒，并在臨床試驗期間幫助收集數(shù)據(jù)。

新的可穿戴設(shè)備

不那么明顯，更舒服

新的可穿戴設(shè)備將為用戶提供更多的選擇，而不僅僅是以手表的方式佩戴，這對那些不愿意為自己的可穿戴設(shè)備做廣告的人來說是一個加分。將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備嵌入戒指、手鐲、皮帶和眼鏡等其他配件中，可穿戴的用途就不那么明顯了。

面料中內(nèi)置傳感器

將物聯(lián)網(wǎng)傳感器嵌入到襯衫、褲子、襪子或鞋子的織物中是侵入性最小的方法。折疊和拉伸以適合身體的衣服可以包含收集數(shù)據(jù)的電子元件。與織物接觸的皮膚或汗液產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能包括佩戴者的心率、血壓、血糖水平、血氧水平、體溫和活動。例如，醫(yī)療技術(shù)初創(chuàng)公司Rhaeos最近開發(fā)了一種可穿戴設(shè)備，用于對患有腦積水的患者進行無創(chuàng)監(jiān)測。此外，可穿戴設(shè)備還可以用來監(jiān)視、跟蹤和保護消費者最關(guān)心的人。

嬰兒猝死綜合癥是新父母的噩夢。這是一個相對罕見但很關(guān)鍵的現(xiàn)象。除此之外，其原因仍不得而知。大多數(shù)(如果不是全部的話)父母都在半夜起床檢查新生兒的呼吸狀況，這加劇了他們的疲憊和睡眠不足。讓寶寶穿一件用物聯(lián)網(wǎng)織物制成的襯衫，并通過一個應(yīng)用程序跟蹤寶寶的呼吸，可以幫助父母放松，睡得比依賴傳統(tǒng)的嬰兒監(jiān)護儀更好。該應(yīng)用程序會提醒父母呼吸異常或中斷?？偛课挥诩~約的初創(chuàng)公司Nanit為新生嬰兒及其睡眼朦朧的父母開發(fā)了這樣一款可穿戴設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)織物還可用于跟蹤老人、醫(yī)院患者和兒童。織物中的GPS跟蹤器可以發(fā)送警報，例如，當癡呆癥患者走失或青少年未在預(yù)期時間到達目的地時。這種可穿戴設(shè)備也可用于高風險環(huán)境，如建筑工地或登山探險，在那里每個人的行蹤都必須交代清楚。

由于由物聯(lián)網(wǎng)織物制成的衣服與身體有許多接觸點，因此也有可能在系統(tǒng)中包含比其他類型的可穿戴設(shè)備所允許的更多功能。例如，物聯(lián)網(wǎng)襯衫可以獲得額外的血氧和血糖水平數(shù)據(jù)，而不僅僅是監(jiān)測用戶的心率和活動水平。這樣，對用戶的觀察就會更全面、更準確。

設(shè)計挑戰(zhàn)

站在新的前沿無疑是令人興奮的，但也具有挑戰(zhàn)性。除了靈活易用的人機界面外，物聯(lián)網(wǎng)面料還需要耐寒、精準、自給自足。

耐寒性：振動、碰撞、日常磨損;可機洗

例如，一旦有人穿上一件用物聯(lián)網(wǎng)織物制成的襯衫，這件襯衫或任何其他物聯(lián)網(wǎng)服裝將體驗到與用戶體驗相同的振動、碰撞和日常磨損。因此，織物需要增韌以保持完整性和功能性，如果可機洗的話更是如此。由于加固物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常需要在設(shè)備周圍添加保護材料，因此不清楚如何將此策略應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)織物而不影響其靈活性或耐磨性。

準確性：如何確保在數(shù)據(jù)收集過程中與患者保持一致和統(tǒng)一的接觸

物聯(lián)網(wǎng)織物的磨損也可能影響其收集數(shù)據(jù)的準確性。安裝更多的傳感器或不同類型的傳感器將有助于確保數(shù)據(jù)的準確性。使用附加的和不同的傳感器，可以交叉引用和支持不同類型的數(shù)據(jù)。

多個傳感器還可以延長產(chǎn)品壽命，即使一個或多個傳感器停止工作，也可以繼續(xù)進行數(shù)據(jù)收集和分析。然而，在織物中嵌入多個傳感器會增加設(shè)計成本和復(fù)雜性。

數(shù)據(jù)收集：傳感器需要小型化

另一個挑戰(zhàn)是如何在不影響織物紋理的情況下在織物中包含多個傳感器。使傳感器小型化可能是一種使其對佩戴者更透明的方法。然而，傳感器也必須執(zhí)行，以便連續(xù)地收集和傳輸數(shù)據(jù)。平衡性能和外形因素的斗爭可能會造成發(fā)展瓶頸。

能源供應(yīng)：太陽能;獲取身體熱量，運動

最后，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)所做的一切都需要穩(wěn)定的電源支持。物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)面臨著與其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備相同的問題，即如何在保持高性能的同時盡可能高效地消耗盡可能少的能源。使用低功耗微控制器單元和睡眠模式可能是一個很好的方式來節(jié)省能源。另一方面，無需更換過期電池即可獲得能量也有助于提高能效。

許多研究都在從身體熱量和運動或振動中獲取能量。然而，增加從環(huán)境中獲取能量并將其提供給織物物物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力將增加設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)的復(fù)雜性。

未來展望

全球越來越多的老年人將繼續(xù)推動對新的可穿戴技術(shù)的需求。就像藍牙飾品在珠寶市場上留下的印記一樣，可穿戴設(shè)備也可能對時尚行業(yè)的服裝行業(yè)產(chǎn)生影響。

設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)織物和擴大其生產(chǎn)規(guī)模將是非常困難的，但沒有人能說這是不值得的。畢竟，這種努力將使織物將物聯(lián)網(wǎng)的力量帶到日常生活中。這種技術(shù)的潛在應(yīng)用僅受人的想象力的限制。