麻省理工学院研发可编程数字纤维 有内存传感器和人工智能


原标题:麻省理工学院研发可编程数字纤维 有内存传感器和人工智能
麻省理工学院(MIT)确实研发出了可编程数字纤维,这种纤维融合了内存、传感器和人工智能技术,为纺织物带来了前所未有的功能性和智能化。以下是对该技术的详细归纳:
一、技术背景与研发目标
背景:纤维作为人类最早开始运用的材料形式之一,与人们的日常生活密切相关。随着化工技术和半导体技术等先进科技的发展,功能性纤维应运而生,并具备了发电、储能、发光、变色、变形和传感等一系列功能。然而,距离实现独立完整、真正可穿戴的设备,还缺少一项核心功能——计算。因此,MIT的研究团队致力于将数字计算系统嵌入纤维,以实现可穿戴设备的智能化。
研发目标:创造具有数字功能的纤维,使其能够感知、存储、分析和推断活动,从而扩大织物的可能性,并应用于体能监测、医疗推断和早期疾病检测等领域。
二、技术原理与实现方式
技术原理:可编程数字纤维是通过将数百个方形硅微观数字芯片放入一个预制件中创造出来的,然后用来创造一种聚合物纤维。精确控制聚合物的流动,可以在几十米长的芯片之间创造出一种具有连续电连接的纤维。
实现方式:研究团队使用热拉伸技术,将多根微米级钨丝组成的芯片嵌入预制聚合物纤维中,制成长度可达数十米的可弯折、抗拉伸纤维。这一技术能够保持纤维内微芯片稳固连接,并且能够令其在穿过针眼、织入衣物时不损坏。
三、功能特点
感知与存储:数字纤维能够感知外界信息,如人体活动、温度等,并将其存储在内部的存储器中。研究人员已经能够在光纤上写入、存储和读取信息,包括一个767KB的全彩短片文件和一个0.48MB的音乐文件。这些文件可以在没有电源的情况下储存两个月。
分析与推断:数字纤维还具有分析和推断能力。研究团队在纤维存储器内构建了一个由1650个连接组成的神经网络。通过收集和分析穿着者体表温度数据,该神经网络能够准确判断穿着者正在进行的活动类型,准确率高达96%。
人工智能:数字纤维在人工智能方面迈出了重要一步。通过内置的神经网络,纤维能够进行简单的机器学习任务,如模式识别、预测分析等。未来,这些纤维有望实时感知和提醒人们的健康变化,如呼吸下降或不规则的心跳等。
四、应用场景与展望
应用场景:可编程数字纤维可以广泛应用于可穿戴设备、医疗监测、体能训练、智能服装等领域。例如,将数字纤维缝入运动服中,可以实时监测运动员的肌肉激活情况、心率等数据;将其应用于医疗监测设备中,可以实时监测患者的生命体征并提前预警潜在的健康问题。
未来展望:随着技术的不断发展,可编程数字纤维有望在更多领域实现应用。例如,将数字纤维与智能家居系统相结合,可以实现更加智能化的家居控制;将其应用于军事领域,可以开发出具有隐身、通信等功能的智能作战服装等。
综上所述,麻省理工学院研发的可编程数字纤维为纺织物带来了前所未有的功能性和智能化水平。这种纤维不仅具有感知、存储和分析能力,还融入了人工智能技术,为未来的可穿戴设备和智能服装等领域提供了广阔的应用前景。
责任编辑:David
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