為衣服添加NFC功能：揮下袖子就能安全支付，打開車門坐進去就能啟動汽車｜Nature子刊

夢晨 2021-12-12 23:56:02 來源：量子位

色 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

用手機當車鑰匙、用Apple Pay感應支付，大家是不是已經(jīng)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(xiàn)數(shù)字交互。

△ 相關研究已登上Nature子刊

并且，相比傳統(tǒng)的NFC功能只能在10cm之內(nèi)生效，這樣的衣服在1.2米之內(nèi)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(diào)諧到NFC頻段就可以實現(xiàn)。

本次研究人員的出發(fā)點是在人身上建立全身的智能連接，所以還需在不同地方布置無線傳感器（下圖S1、S2、S3）進行信號收集和傳輸，形成磁感應網(wǎng)絡。

這樣就能把NFC功能原來只有10cm的信號范圍擴展到4英尺，也就是約1.2米。

實現(xiàn)聽起來不難，但是有三個問題想必大家都很關心：磁場干擾、衣服折疊和供電。

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回路（microelectronics-free loops）組成。

其內(nèi)部結(jié)構通過電場限制以及準靜態(tài)磁場來避免人體干擾。

△ 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(chǎn)生的電場進入人體。

△ “磁感應貼”結(jié)構示意圖

其次，研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)，不管是對這個元件進行彎曲、折疊還是揉搓，它的性能都不會發(fā)生變化，即能夠保持頻譜穩(wěn)定性。

它們還可以被做成各種形狀，以實現(xiàn)最佳的信號傳輸和功率分配。

而在供電方面，倒是沒有什么驚喜，還是需要一個有線的外部電源與NFC讀取器進行連接。

其中的無線傳感器為了讓體積更小，本身不自帶電池，同樣靠這個外部電源供電。

可直接“貼”在現(xiàn)成衣服上

受現(xiàn)代低成本乙烯基服裝生產(chǎn)的啟發(fā)，這種磁感應元件無需復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(xiàn)成的衣服上。

在進行跑步運動時，褲子上的傳感器可以測腳腕、膝蓋彎曲度、速度等數(shù)據(jù)，同時與上衣跟蹤到的心率和其他統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行交換。

值得注意的是，雖然上衣和褲子并非連體，通過下面這樣擺放感應“貼”就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)“聯(lián)通”。

而像下面這樣垂直交叉手臂，還能實現(xiàn)“人體到人體”的通信。

然后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(xiàn)的幾個應用場景，這項技術很適合應用到醫(yī)學領域，比如將臨床上各種傳感器集成到患者衣服上實現(xiàn)集中監(jiān)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(jīng)住日常衣服的洗滌頻率，還需要開發(fā)更加耐用的磁感應材料。

不知道到時這項技術真的到來之后，是否可以真正像作者希望的那樣——減輕現(xiàn)代電子產(chǎn)品給我們生活帶來的負擔。

你，期待不？

論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00663-0

參考鏈接：
[1]https://techxplore.com/news/2021-11-uci-people-high-five.html

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/oo6cLfqbmRe0VgRsXdAc4g/s/oo6cLfqbmRe0VgRsXdAc4g