為衣服添加NFC功能:揮下袖子就能安全支付?
用手機當車鑰匙、用Apple Pay感應支付,大家是不是已經不覺得稀奇了? 但未來,完成這些操作可能連手機都不需要掏了:直接揮一下袖子就可以完成付款,打開車門人坐進去就可以啟動汽車! 前提只需要你穿著衣服,一件帶有NFC功能的衣服。
對,沒錯,最近加州大學一項研究通過把先進的磁性超材料集成到日常衣物上,成功讓穿戴者與附近的NFC設備實現數位交互。
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相關研究已登上Nature子刊
並且,相比傳統的NFC功能只能在10cm之內生效,這樣的衣服在1.2米之內都有信號。
哇,這是到底是懶人還是忘性大的人類的福利
?
給日常衣物加上NFC功能
NFC,全稱近場通信,不用多說,至少大家刷門禁、坐地鐵都用過。
這種無線通訊技術便宜、設備重量輕、壽命長,很適合用在可穿戴設備上。
通過在衣物上布置靈活的磁感應元件,將這些元件調諧到NFC頻段就可以實現。
本次研究人員的出發點是在人身上建立全身的智能連接,所以還需在不同地方佈置無線感測器(下圖S1、S2、S3)進行信號收集和傳輸,形成磁感應網路。
這樣就能把NFC功能原來只有10cm的信號範圍擴展到4英尺,也就是約1.2米。
實現聽起來不難,但是有三個問題想必大家都很關心:磁場干擾、衣服摺疊和供電。
一個一個來。
首先,磁感應元件由排列分散、具備柔韌度、呈平面的微電子自由迴路(microelectronics-free loops)組成。
其內部結構通過電場限制以及準靜態磁場來避免人體干擾。
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看外形,完全可以叫它”磁感應貼”
其中的接地層(groud layer)則可阻止產生的電場進入人體。
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磁感應貼「結構示意圖」。
其次,研究人員通過實驗發現,不管是對這個元件進行彎曲、摺疊還是揉搓,它的性能都不會發生變化,即能夠保持頻譜穩定性。
它們還可以被做成各種形狀,以實現最佳的信號傳輸和功率分配。
而在供電方面,倒是沒有什麼驚喜,還是需要一個有線的外部電源與NFC讀取器進行連接。
其中的無線感測器為了讓體積更小,本身不自帶電池,同樣靠這個外部電源供電。
可直接「貼」在現成衣服上
受現代低成本乙烯基服裝生產的啟發,這種磁感應元件無需複雜的縫紉技術以及導線連接,加上材料本身的成本也不高,通過熱壓就可以直接”貼”到現成的衣服上。
在進行跑步運動時,褲子上的感測器可以測腳腕、膝蓋彎曲度、速度等數據,同時與上衣跟蹤到的心率和其他統計數據進行交換。
值得注意的是,雖然上衣和褲子並非連體,通過下面這樣擺放感應”貼”就可以實現數據”聯通”。
而像下面這樣垂直交叉手臂,還能實現「人體到人體」的通信。
然後我們就能像阿凡達人那樣無聲交流了?
論文一作表示,除了開頭展現的幾個應用場景,這項技術很適合應用到醫學領域,比如將臨床上各種感測器集成到患者衣服上實現集中監控。
不過缺點也有,比如目前該材料只可在冷水中”存活”20分鐘,要想經住日常衣服的洗滌頻率,還需要開發更加耐用的磁感應材料。
不知道到時這項技術真的到來之後,是否可以真正像作者希望的那樣——減輕現代電子產品給我們生活帶來的負擔。