生理感測紡織品技術

04 / 18 . 2016
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隨時掌握身體脈動 紡織服飾變得更有智慧

穿戴裝置全面進化,繼眼鏡、手錶之後,衣服也能變聰明。紡織所開發導電纖維,將之做成衣物,即可讓衣服具有通訊、量心跳、測呼吸的功能。就像坊間有愈來愈多的各式機能衣、智慧衣(Smart Clothing),就是在傳統衣物上增添通訊、發光、變色、感測等功能,提高衣著服飾的價值。不過,並不只是將電子裝置放進衣服內,就算是件真正的智慧衣;尤其除了維持衣服的美觀、保暖等基本性能外,更需要考量使用情境、滿足各種使用者的需求。

 

紡織所在經濟部科技專案支持下,在解密科技寶藏展出的「生理感測紡織品技術」,就是以感測生理狀態的功能為核心,並整合許多不同的技術和應用,如機能性材料、人因工程、織物結構等。包括從導電纖維的研發開始,讓織物能夠具備感測電極的功能,而且不能只是將電子元件直接加在衣服上,變成硬梆邦、像鐵甲般的裝備;因此目前在導電纖維技術上,已開發出利用紗線來包繞金屬,或是將金屬抽成絲狀,甚至是在纖維表面鍍膜等多種方式,有效結合金屬材質與紡織纖維、達到柔軟彎曲效果,並能依照不同的用途或需求,來選用合適的導電纖維。

 

形成均勻電極、並具有導電功能的纖維衣物,就可以在穿著時量測當下的呼吸、心跳、體溫、活動量等生理資料。而這些生理感測訊號經過收集和轉換處理後,就可以更進階地了解使用者的心電圖、心率變動性分析(Heart Rate Variability,HRV),或是神經調解、情感活動等狀況;因此在「生理感測紡織品技術」中也結合了資通訊技術,讓感測數據能夠經無線藍芽方式傳輸及通訊,並可連結手機、電腦等裝置來讀取或分析生理資料。

 

而以「生理感測紡織品技術」所開發的感測裝置,已可有效達到99%以上的系統準確度,並能穩定量測生理訊號,不僅適用於高精準度要求的醫療用途,而且耗電量低、可耐水洗;甚至還具備相當聰明的設計,就是當使用者穿上後、感測到生理訊號,感測裝置就會自動啟動,脫下後則會自行關閉、節省電力。而且這些纖維織品或電子裝置的生產,都可因應既有的量產製程,能讓廠商快速導入生產。

 

除了醫療器材或照護等用途、取代傳統感測介面外,運動用途更是目前「生理感測紡織品技術」所著重發展的領域,並且結合了衣物本身的機能性與組織設計,讓使用者長時間穿著也能更加舒適。例如在感測裝置的位置,就安排在肌肉較少的胸口,避免因肌肉活動而影響量測;或是應用人體工學等設計,在織物結構上加強彈性與支撐性,或是提高排汗效果等,讓使用者可以掌握運動時的生理狀態,進而協助提高運動表現。