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智慧服裝可通過安裝在衣服上的感測器來測量心率及姿勢等。測量數據會以無線方式傳送給智慧手機,用戶可輕鬆查看健康狀態。智慧服裝的用途正在不斷向運動服、工作服以及醫療領域等擴大。

即使在繁忙的日常生活中,也能輕鬆檢測心率及心電波形等重要的健康數據,對健康管理髮揮有效作用。如果使用智慧服裝,這種構想就能實現。

隨著個人電腦的普及,伏案工作越來越多,肩周炎成了很多現代人的苦惱。日本郡是公司與NEC開發出了能對導致肩周炎的不良姿勢進行精細測量的系統。
通過電荷流動方式感知人的姿勢

這種服裝式可穿戴系統的特點是,在內衣的背部嵌入了經過銀塗層處理的導電性纖維。在這種纖維中通入弱電流,便可根據電荷流動方式來感知用戶是否處於駝背狀態。然後利用安裝在胸部的感測器分析這種資訊,並通過近距離無線通信方式「藍牙」向智慧手機發送結果。用戶可通過智慧手機的專用App查看身體情況。

如果身體挺直、姿勢正確,智慧手機上專用App的畫面就會變成白色或黃色,圖片也會顯示一個背部挺直的人。而當系統判斷出用戶背部彎曲呈駝背狀態時,智慧手機畫面就會變成紅色,圖片也會變成一隻弓著背的貓。通過變成紅色及貓等具有視覺衝擊力的顯示,使用戶留下深刻印象,提醒其矯正姿態。郡是還在考慮追加一些功能,比如用戶處於駝背狀態時,讓安裝在內衣上的感測器振動,或者讓智慧手機發出貓叫聲等等。

除了姿勢,服裝式可穿戴系統還可以測量心率及消耗的卡路里。收集到的數據還能存儲到NEC的雲系統上,系統業者可以根據這些數據,對用戶進行恰當的健康指導。附帶服裝式可穿戴系統的內衣預定2016年底之後,首先在郡是的子公司「郡是SPORTS」運營的運動俱樂部中引進。暫時沒有直接投放市場的打算,而是向經營運動俱樂部等的企業推銷。

最初是面向軍事用途開發的

早在2000年前後就有企業和機構探討智慧服裝的開發。目的是將歐美以測量士兵健康狀態等軍事目的研發的技術開放給民間。但當時為感測器供電的電池很大,裝在身上很占地方,而且收集到的數據也缺少輕鬆查看的方法,因此沒有普及。

這種情況出現轉機是因為智慧手機的問世。智慧手機可以快速而輕鬆地查看分析出來的數據,技術人員也重新開始致力於智慧服裝的研發。

日本開發!城市的醫生穿上這款智慧上衣,就能連結偏鄉的機器人替病人動手術

郡是等各企業開發的智慧服裝,利用安裝在衣服上的感測器來檢測身體狀態,並以藍牙方式發送相關數據。不僅能用智慧手機查看這些數據,還可以把數據儲存在雲系統上,由系統業者進行管理和分析,這些功能基本都一樣。各公司都在通過材料的種類以及安裝在衣服布料的方法等來實現差異化。

使用比皮膚伸展性更好的材料

運動用途方面,東洋紡開發的用來檢測心率等的材料「COCOMI(心美)」也備受關注。心臟的肌肉伸縮時會發出微弱的電信號。該材料通過捕捉這種電信號來測量心率。COCOMI是對電路佈線用導電材料進行改進、用樹脂在上下兩面夾住導電材料製成的薄膜狀材料。

這種材料的最大特點是穿著舒適而且很薄。人類的皮膚伸展最大的是抬起胳膊時兩肋的部分,可以伸展至約1.7倍,而COCOMI的伸展性更大,可伸展至約兩倍。厚度也只有約0.3mm,具備良好的穿著舒適性。電阻也很小,可以輕鬆獲得高精度數據。

COCOMI可加熱後黏貼在服裝布料上使用。東洋紡正在考慮以運動服等形式銷售,預定2017年秋季以後實現商品化。

在智慧服裝開發方面走在最前面的是東麗與NTT、NTTDocomo共同開發的材料「hitoe」。

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在四肢穿戴壓電纖維做動作,人形機器人可再現人的動作

hitoe的特點是,在約為頭髮絲百分之一、約為普通服裝用纖維二十分之一的700奈米直徑的奈米纖維布料上,塗佈可導電的高分子樹脂。普通纖維因為比較粗,滲入的高分子樹脂容易在洗滌時脫落,而東麗等通過採用超細纖維,製造出了「即便洗滌100次以上,功能也不會降低」 的材料。據介紹,由於原料使用有機物,因此對皮膚很好。

關於使用hitoe的服裝,高得運(Gldwin)面向運動用途於2014年推出了男款汗衫,2015年推出了女款內衣。「大多是35歲~59歲的馬拉松愛好者及登山愛好者為了精確掌握自己在運動時的身體情況而購買這些產品」,據說銷售情況好于預期。

東麗等公司還在推進工作服的開發,2015年日本航空的維修員及大林組的建築工人在夏季的炎炎烈日下穿著這種工作服,進行了掌握健康狀態的實證實驗。兩公司目前都在考慮正式導入hitoe。

可穿戴終端目前的開發種類多種多樣,包括手錶、眼鏡、戒指型等。但要掌握心率等體徵資訊,服裝式可穿戴產品可以在更接近心臟的位置進行測量,數據精度也容易提高,因此具有明顯優勢。

讓機器人再現人手腳的動作

可將身穿智慧服裝的人的動作轉化為數據的奇異材料的開發也在不斷進步。

帝人與關西大學共同開發的壓電纖維可以根據手腳佩戴的材料的伸縮方向和強度,來感知人的動作。能夠以數據形式記錄這種動作,並將其傳給人形機器人,由機器人再現人的動作。

主要材料聚乳酸纖維具有施加壓力後會產生電能的特性。利用這種特性,由材料發送出佩戴在手部及肘部附近的材料向哪個方向伸縮了多大距離等數據,並再現這種動作。接收數據的人形機器人也能再現扭轉手臂等稍微複雜一些的動作,還可以調整動作速度。除了藍牙之外,動作數據還可以通過WiFi發送。

利用這種這種技術,醫生就能經由人形機器人遠端為患者實施手術。只需為患者配備護士等輔助手術的部分人員即可,估計可以幫助缺少醫生的人口稀少地區充實醫療體制。
壓電纖維還具有提供電能之後可以伸縮的性質。利用這種性質,理論上還能實現以下場景。

預先將專業棒球運動員揮桿時的身體動作轉化成數據,然後將該數據發送給使用壓電纖維製成的服裝。身穿這種服裝的人可以再現專業運動員的動作擊球。即便棒球經驗不足,只要穿上這種衣服,就能一躍成為比賽中的英雄。

各公司此前針對體育運動、醫療用途先後開發出了智慧服裝,最近此類產品的用途也開始向其他領域擴大。東麗與中國大型纖維企業青島即發集團展開了合作。2016年下半年將

在即發集團新設的養老院中,啟動讓入住老人穿上嵌有hitoe的衣服來管理身體情況的實證實驗。東洋紡也打算將COCOMI的用途擴大到工作服及醫療領域。

今後, 各個用途的界限將會消失,各公司將會在數據測量精度、耐用性、穿著舒適性等方面展開競爭。