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可穿戴設(shè)備想要“智變”,什么樣的智能材料能滿足?

發(fā)布時間:2015-06-10 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】自可穿戴設(shè)備逐漸普及開來,在短短兩年間就得到了迅猛發(fā)展,出現(xiàn)在各個領(lǐng)域。如今的可穿戴設(shè)備已經(jīng)濃縮到類似縮小版的手機(jī),增加了一些固定裝置,但與傳統(tǒng)設(shè)備區(qū)別不大,如何讓可穿戴設(shè)備“智變”?智能材料在何方?

可穿戴設(shè)備的發(fā)展需要新型的材料

目前的可穿戴設(shè)備,使用的仍然是智能手機(jī)的傳統(tǒng)材料,搭載的是低功耗的微處理器,精簡版的操作系統(tǒng),再加上傳統(tǒng)的固定設(shè)備,儼然只是智能手機(jī)的一個附庸?;仡欀悄苁謾C(jī)的發(fā)展歷程,其所使用的觸摸屏材料、顯示元器件、微處理器等無一不是在傳統(tǒng)PC所用傳統(tǒng)材料上的脫胎換骨,可以說沒有基礎(chǔ)材料的大發(fā)展,就沒有今天的智能手機(jī)。

新型的可穿戴設(shè)備,仍然使用和智能手機(jī)相同的元器件,只是尺寸略小,其固定設(shè)備仍然使用的是傳統(tǒng)的金屬材料或者高分子材料,這使得可穿戴設(shè)備很難擺脫智能手機(jī)的束縛成為一個成熟的產(chǎn)品體系?,F(xiàn)有的智能手機(jī)材料往往都是剛性的,而且其性能也并不適合可穿戴設(shè)備的使用特點(diǎn),基礎(chǔ)材料的缺失正是可穿戴設(shè)備發(fā)展的痛點(diǎn),因此選擇一種新型的材料成為可穿戴設(shè)備發(fā)展面臨的首要問題。

智能材料家族將成為可穿戴設(shè)備不可或缺的一部分

由形狀記憶合金、光致變色材料、電致變色材料、壓電材料、智能高分子材料等組成的龐大的智能材料家族是可穿戴設(shè)備的完美搭配。

智能材料中的形狀記憶合金具有很強(qiáng)的可彎曲性,并且能夠記憶自身的形狀,日常使用的抗彎折眼鏡框、可植入人體的人造骨骼以及人造衛(wèi)星的太陽能電池板等都是由形狀記憶合金制作而成。如果能將這種材料應(yīng)用到可穿戴設(shè)備,其將能夠自動記憶人體曲線,在接觸到人體的時候自動變化為適應(yīng)每個人體型的形狀并自動固定。甚至,如果把現(xiàn)在的智能手機(jī)直接制作在形狀記憶合金之上,那么整個可穿戴設(shè)備將能夠貼合于人體,實(shí)現(xiàn)真正的“與人融合”。

光致變色材料、電致變色材料和智能高分子材料,將能夠監(jiān)測人體的各項(xiàng)生命體征以及外界環(huán)境的變化,并通過自身變化直觀地表示出來。人們也許可以不用打開顯示屏,就能夠獲得足夠多的信息,比如其可以感受周圍的氣溫,甚至是空氣污染的程度,并通過顏色變化的方式表現(xiàn)出來。周圍的環(huán)境變化將不再是冷冰冰的數(shù)字,其呈現(xiàn)的方式將更加智能化。壓電材料對于可穿戴設(shè)備的革命性將更為巨大,將其植入可穿戴設(shè)備中,能夠?qū)⑷梭w的每一次活動中微小的能量都收集起來,這將能夠提供源源不斷的電力供應(yīng),可穿戴設(shè)備將能夠擺脫電池的束縛,實(shí)現(xiàn)真正的輕量化和長續(xù)航。

磁致伸縮材料可以作為可穿戴設(shè)備的動力原件,傳統(tǒng)的微型驅(qū)動裝置主要是微型電動馬達(dá),但相對于可穿戴設(shè)備來說,仍然體積過大,而且存在能量轉(zhuǎn)換效率不高,反應(yīng)速度慢、容易發(fā)熱等缺點(diǎn)。

相比于傳統(tǒng)的電動馬達(dá),用磁致伸縮材料可以制成毫米甚至是微米級的驅(qū)動元器件,而且具有極高的能量轉(zhuǎn)換效率、精準(zhǔn)度和反應(yīng)速度。這些都是傳統(tǒng)的電動機(jī)所難以達(dá)到的。由磁致伸縮材料制作的微型馬達(dá)可以用在可穿戴設(shè)備的振動器、相機(jī)的變焦裝置和快門控制上等,此外磁致伸縮材料可以作為一種優(yōu)秀的主動降噪裝置,通過與噪音的聲波做反向振動,達(dá)到抵消噪音的效果。

兩者的結(jié)合將徹底革新人們對于“智能”的定義

自從喬布斯“重新”發(fā)明了手機(jī)以來,短短幾年時間、智能手機(jī)風(fēng)暴可謂席卷全球,已經(jīng)深刻改變了人們的生活方式。但是智能設(shè)備的發(fā)展不可能就此停滯,人類創(chuàng)新的步伐也不可能就此止步。依托于信息技術(shù)的智能手機(jī),其“智能”更多的是表現(xiàn)在人與人之間的互聯(lián),以及信息交互的便利之上,但這并不是智能的全部定義,如果智能材料能夠發(fā)展成熟并得到大范圍的推廣,將無疑能夠革新人們對于“智能”的認(rèn)識。

智能材料制作的可穿戴設(shè)備,將如同具有生命一般感知每個人不同的身體特征,感知周圍環(huán)境發(fā)生的變化,甚至能夠做出反應(yīng)幫助人類。這種種的可能性將徹底革新人們對于“智能”二字的理解,可以預(yù)見,未來的智能設(shè)備將不再是冷冰冰一塊,而將是能夠有所感知,和人完美匹配的真正的“智能”可穿戴設(shè)備。

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