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智能毛衣来了!MIT开发「触觉纺织品」,可反馈人体信息帮助呼吸训练

2022-01-07 17:10:23 460

想拥有一件智能毛衣?

除了智能手机和手表,未来的可穿戴设备还将增加一款新的通用——触觉纺织品。,

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这是麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)研究团队的最新成果,可用于帮助训练歌手或运动员进行呼吸训练,或帮助患者从疾病或手术中恢复呼吸模式。,的一种新型纺织品“全纤维”,可以“感知”拉伸或压缩的程度,并提供即时的触觉反馈

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有“触感”的纺织物

Omnifiber的设计是基于原有的流体人工肌肉。人工肌肉由弹性管和包裹的纤维编织套管组成。根据纤维编织的不同方式,可以通过控制弹性管中的流体输入来改变致动行为,例如伸长、收缩或弯曲。

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为了做一件“智能毛衣”,Omnifiber比普通人造肌肉更薄、更柔韧、更柔软。它被设计成一种复合材料,有五层柔软的纤维:最里面的流体通道、基于硅树脂的弹性管、可以检测应变的可拉伸传感器、可以控制纤维外部尺寸的可拉伸外网以及为整体延展性提供机械约束的非拉伸细丝。

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Omnifiber可以由输入气体驱动。开发人员利用两台微型隔膜泵串联充气,利用闭环控制和双向交互产生更高的压力,同时驱动多根长纤维。

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OmniFiber可以通过正常的编织方法制成衣服,如缝纫、编织、纤维中可拉伸传感器的实时捕捉、简单的应变弯曲行为,以及许多像皮肤一样的触觉特征,如拉伸、压缩和振动等。

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不仅如此,响应迅速,峰值轴向位移为150 mm/s,应变性能高,可达245%,输出力也可达19 N。

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00-1010穿上它有什么体验?

第一个试穿的用户是一名歌手,研究人员将OmniFiber编织成紧身衣,帮助她在唱歌时进行呼吸训练。

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紧身衣的设计由三个模块组成,通过依次加压和排气来模拟穿着者身体的蠕动和呼吸运动,实现1.2-6.5 kPa的均匀压缩压力,让身体有轻微到更强的压缩范围。此外,紧身衣背面设计了1.8毫米的单根连续OmniFiber蕾丝,可以让穿着者的身体动态更贴合衣服。

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比如,研究人员还利用OmniFiber制作了多种可穿戴设备,'s嵌入了会弹钢琴的“技能手套”、能反映人体脊柱运动的“好背”、用于表情和游戏的仿生机器人。

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00-1010人工肌肉并不是一个新的话题,但大多数人工肌肉纤维的缺点是要么是热激活,接触人体皮肤时会导致过热,要么是功率效率低或者训练过程繁重。

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OmniFiber 的非凡之处在于它不需要加热来改变其形状,也不需要复杂精细的编织过程,的研究人员计划在未来制造更细的OmniFiber,并开发能够生产更长长丝的制造系统。在接下来的几个月里,他们还将尝试将系统的呼吸训练从专业歌手转移到新手歌手,然后探索不同类型的动作研究,比如研究舞者的动作。

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