陳根：聲學織物，讓衣服敏感且智能_風聞

文/陳根 

當前，衣服正在由簡單的棉、麻、綢等形態慢慢地轉化為高度集成的電子器件、智能系統甚至計算平台，智能織物的浪潮已經從學術界蔓延至商業市場，並且衝擊着現下的移動終端的產業和市場格局。

目前，衣服可以能量存儲、光通信、熱管理、顯示、儲存和處理數字信息，甚至有簡單的計算等功能。這類全新的織物將傳統紡織製造、信息通訊、人工智能、生命健康、腦科學、醫療機器人、空天科技等領域有機地串聯起來，正在孕育新興的學科方向與前沿技術，有望變革人們的生活方式。

聲學織物也在智能織物的浪潮中受到了科學家們的關注，要知道，聲學植物作為一個有效的聲音收集器可以來監測並處理微弱的可聽信號，這種織物可以不知不覺地與人體皮膚對接，使穿戴者能夠以舒適、連續、實時和長期的方式監測他們的心臟和呼吸狀況。

基於此，受人類聽覺系統的啓發，MIT的研究人員試圖創造一種柔軟、耐用、舒適並能探測聲音的織物“耳朵”。其中，人類聽覺系統的原理就是這些聲音都有自己的固有頻率，它們作為輕微的壓力波在空氣中傳播，當這些特定的波傳到人的耳朵後，結構複雜的鼓膜或者耳膜將壓力波轉為機械振動。而這些振動通過耳蝸將波信號轉化為由大腦感知和處理的電流信號，從而使人能聽到不同的聲音。

**利用該原理，研究人員設計出了一種具有高剛性的預成型分層纖維，可增強材料對聲波的振動響應，**通過這種方式，聽見並記錄微弱的聲音。此外，該纖維由壓電材料製成，當彎曲或機械變形時，它會產生電信號，以實現聲波-機械振動-電信號的轉換。

研究人員將這種纖維粘在一張懸掛的聚酯薄膜上，測試它對聲音的敏感度。**結果表明，該織物可以捕捉到從安靜的圖書館到嘈雜的道路交通範圍內的分貝信號，並可確定較為明顯的聲音的準確方向。**研究人員表示，這種織物還可製成衣服，使佩戴者能夠舒適、實時並長期地監測自己的心臟和呼吸狀況。

同時，該織物跟普通衣物無差別，可以多次機洗都完好無損研究。團隊將纖維與傳統紗線編織在一起，生產出可懸垂、可機洗的織物面板。研究人員表示：“它的感覺幾乎就像一件輕量級的夾克——比牛仔褲輕，但比禮服襯衫重。”

隨後，研究人員將一塊麪板縫在一件襯衫的背面，研究小組通過站在與襯衫不同角度的情況下拍手來測試該面料對方向性聲音的敏感性。“在3米遠的地方，織物能夠檢測到1度以內的聲音角度。”