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这款由智能织物做的衣服会自动调温

芬兰VTT技术研究中心首席科学家Pekka Tuomaala通过实验发现,未来的智能服装将会根据穿戴者的实际需要自动调节其温度

根据芬兰VTT技术研究中心(VTT Technical Research Centre of Finland)首席科学家Pekka Tuomaala表示,未来的智能服装将会根据穿戴者的实际需要自动调节其温度。

VTT技术研究中心曾经在去年11月为这种可自动控温的运动服发布一种建构模组:透过抽吸冷或热的液体,将微小通道网路热压印至大面积的软性塑料薄膜。整合于智能服装中的这种微流体通道就像是流经人体各部位的心血管系统一样。

20150315-ST-1 荷兰研究人员开发可自动调温的未来智能服装(来源:VTT)

根据以往的研究显示,人体经由皮肤耗散大约85%的身体热损耗,因此,这种可智能分布的织物不仅只作为一种舒适的里衬,同时还可升级成为调节体温的“皮肤”。

但在这种像“个人化空调”的智能织物可保持穿载者对热的舒适度以前,它们还需要能够自动适应外在情况,从而适度地调节其温度。

20150315-ST-2透过温控背包,可将微流体通道整合于智能服装中(来源:VTT)

在技术方面,这需要提供准确的人体热模型运算。因此,VTT研究中心最近开发出一种新工具,能够将个人的热感觉关联到外在环境温度以及所测得的身体的温度。

正如Riikka Holopainen在其博士论文“改善热舒适性的人体热模型”(A human thermal model for improved thermal comfort)中提到的,新开发的模型考虑了人的体温调节以及个体对于热感觉和舒适度等个别体参数的影响,计算出更真实的互动,以及在皮肤表面和周围空气以及建筑物结构之间的不均匀瞬时热传递。

无疑地,以此模型驱动的智能织物需要多个温度输入,分布在穿戴者的身体周围,同时还必须考虑到外部温度与穿戴者的活动程度(人体在睡眠期间连续产生75W的热,运动期间产生约100W的热)。该算法还可为不同个人的身体质量指标进一步优化。

该模型的计算目标在于确定必须加温或冷却功率,使得人们在不同的情况下穿戴智能服装都能保持优化的热感觉。将智能织物设计成兼具加热与冷却的功能,可让这种穿戴式技术在多个不同的消费群体中发现新应用,包括警察局、消防队员、军人、户外工作者、运动员、境内病人以及小婴儿等。

“医院的病人经常被问到他们最不舒服的体验,而最常见的答案就是觉得冷——其次才是疼痛”,VTT首席科学家Pekka Tuomaala解释。

“例如,病人在手术后经常觉得冷。体温是可以个别调整的,在提供智能毛毯给病人后,它会先确认病人的身份、测量环境温度以及调整毛毯的温度,以符合病人的实际需求。”

20150315-ST-3根据小型实验室的实验即时显示加热小型电热垫对于周围空气温度变化的影响(来源:VTT)

Tuomaala在小型实验室进行智能服装控制的实验,显示加热小型电热垫对于周围空气温度变化的即时影响。

不过,该实验室尚未建立能够操控这种智能服装的控制讯号,但研究人员们正致力于寻求业界公司的合作,以进一步开发该技术以及使其商用化上市。

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Julien Happich
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