摘要
近期，厦门大学陈忠、廖新勤教授团队在Advanced Fiber Materials上发表了题为“Multifunctional and Reconfigurable Electronic Fabrics Assisted by Artificial Intelligence for Human Augmentation”的研究成果。本工作提出的智能可编程的（IP）织物传感器由粘附有碳纳米管的织物构成，其具有可重构、可弯曲、感知传输信号一体化和稳定性强（>20000个周期）等优点，可实现静/动态触摸的微秒级别响应（400 μs），实现了闭环人机交互娱乐系统、智能家居系统以及行为特征交互识别，有望用于智能控制、现实和多模式交互等领域。
正文
穿戴织物电子器件与外界交互作为非侵入性交互技术是一种提高生活质量的理想方法。然而，织物电子器件在用于穿戴时存在着弯曲时信号失真、布线复杂的缺点。此外，为了适应不同人的行为和交互方式，织物电子器件需要具有可编程性和可重构性。因此，当前织物电子器件的进展与人体增强的实际需求之间存在着鲜明的差距。
如图1a所示，IP织物传感器附着在衣物上与物联网技术、人工智能技术结合实现多功能交互系统。图1b显示了IP织物传感器的结构，其可以识别不同位置的触摸信息。该传感器的工作原理是当手指触摸在导电织物的不同位置时，会产生可识别的电阻，通过判断不同的电阻值就可以判断触摸是否发生以及触摸发生的位置(图1c)。图1d展现了IP织物传感器的可重构性，经裁剪后可修复或拓展成新的形状。该IP织物传感器以吸附碳纳米管(图1f)的纯棉纤维(图1e)为主要传感材料，其浓度和形状可定制化(图1g)。
图1 多功能IP织物传感器的设计
图2 IP织物传感器的性能和电输出特性
图3 基于方形IP织物传感器的闭环互动娱乐系统
图4 基于条状IP织物传感器的智能家居系统
图5 基于S形IP织物传感器的用户识别与认证系统
展望
