如果現在做打電話手勢,你會怎麼做? 是比個「六」?還是舉起整個手掌✋?
有人說這手勢會暴露年齡,其實這也是科技變遷,不同代人身上刻的「烙印」,或許以後再說起打電話手勢,有的人會選擇摸摸身上的衣服。
MIT(麻省理工學院)Fink 實驗室,研究團隊開發可監測並發出聲音的「聲學織物」,並以 Wei Yan 為主要作者將研究發表於《Nature》期刊。以後甚至用衣服就能打電話,當然好玩的地方還不只這些。
「聲學織物」是什麼?
中國作家劉慈欣短篇小說《鄉村教師》有段描寫:「那麼,他們的個體相互之間的資訊交流方式是什麼?」「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,同時把要傳輸的資訊調製到聲波之中,接收方也用一種薄膜器官從聲波中接收資訊。」
這裡提到的就是人耳原理。聲音在空氣傳播時會引起振動,產生聲波,到達人類耳朵器官時引起鼓膜振動,耳蝸再轉為大腦神經處理電訊號。
麻省理工學院開發的「聲學織物」,正是從人耳得到的啟發。試過戴帽子或用衣服蒙住頭嗎?常見織物都會抑制或降低聲音,其實所有織物都能因聲音振動,但有些奈米級振動實在難以察覺,又是怎樣讓織物「聽見」聲音?
研究人員決定把立體耳朵「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 40 公尺長的纖維。
這特殊壓電纖維有柔性,編織時能像其他織物纖維彎曲,機械變形時會產生電訊號,因此能將聲音振動轉換為電波。
它能聽見什麼?
從安靜的圖書館到車水馬龍的熱鬧街道,無論周圍環境我們能聽到的聲音,還是人類難以察覺無法辨識的訊號,「聲學織物」都能捕捉。振動會被「聲學織物」轉成電波,再轉成可記錄的電子數據,也可轉成揚聲器放出人們能聽到的音波。
為了解「聲學織物」可使用範圍,研究人員測試多次。「聲學織物」縫在襯衫背面,不同角度拍手想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 公尺外距離可檢測到的聲音角度在 1 度內(意思就是很靈敏),能確定拍手類的突然聲音等精確方向。
將「聲學織物」縫在襯衫內,透過覆蓋胸部區域的壓電纖維,準確監測穿衣者的心跳。
除了能「聽到」聲音,「聲學織物」還能「反向操作」。記錄口語以施加電壓傳送到壓電纖維,就將電訊號轉為人們可聽見的振動。其他「聲學織物」纖維能檢測振動,就能溝通交流。
從設計原理和功能看,「聲學織物」就像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,開發並想出許多功能,如能變成可穿戴助聽器,幫助聽障者在嘈雜環境辨識方向,又可當監測器,捕捉皮膚振動即時監測心跳和呼吸頻率,甚至還能監測心音細微變化,除了監測自己心跳,或許還能製成孕婦裝,幫助監測胎兒心跳。
既然壓電纖維可交流,如果穿著「聲學織物」做成的衣服,我們或許還可能用它接電話和與他人交流。當對電訊號敏感的壓電材料製成纖維織進衣服,穿上這衣服就等於多一個聲音收發系統,人們也就多一種了解身體和周圍環境的新方法。
不僅如此,「聲學織物」可整合到太空飛行器表面檢測太空塵埃,編織成智慧網追蹤海洋魚類,還可整合到建築物檢測裂縫,總之有廣泛用途。
真的能用嗎?
可能有人會有疑問: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織在一起,其實並不會變重,衣服也沒有佈滿金屬絲線,感覺就像輕便夾克,雖然比襯衫重,但比牛仔布輕。
且這種布料與皮膚接觸也不會不適,更重要的是還可以機洗。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另一種用途,你想擁有這種「耳朵」嗎?