新型纤维“OmniFibers”中包含流体通道。通道被激活之后可以使纤维发挥人造肌肉的作用。
通过穿着OmniFibers材质的服装，歌手可以培养理想的姿势和呼吸模式，进而为观众奉献更完美的表演。
techxplore.com网站当地时间10月15日报道，美国麻省理工学院和瑞典乌普萨拉大学领导的团队开发了一种新型纤维——OmniFibers。由这种纤维制成的服装，可以感知拉伸或压缩程度，随后以压力、横向拉伸或振动形式提供即时触觉反馈。研究人员指出，用OmniFibers制成的服装可以帮助歌手、运动员更好地控制呼吸，或者帮助病人在术后恢复健康的呼吸模式。
OmniFibers多层纤维中包含有可被激活的流体通道。流体系统向通道中加压并释放流体介质（如压缩空气或水），可以控制纤维的几何形状，使其发挥人造肌肉的作用。纤维中还嵌有可伸缩的传感器，用于监测纤维的拉伸程度。
OmniFibers足够纤薄、柔韧，可用标准商用机器进行加工。此外，其外层是一种基于普通聚酯的材料，与人类皮肤兼容性较好。它的超短反应时间、多样的力量强度等关键特征，为训练或基于触觉的远程通信提供了快速反馈系统。
在材料的初步应用测试中，研究人员用OmniFibers为歌手制作了一件特制内衣。论文第一作者Ozgun KilicAfsar说：“我非常希望用一种有形方式来捕捉歌手调控呼吸的专长。在歌手穿着特制内衣演出时，内衣上的应变传感器记录下了运动数据。随后，工程师们将数据转换为相应的触觉反馈。最终，我们在纺织品中复制了从专业歌手身上捕捉到的这些模式。从一定程度上讲，我们不仅仅从专业人士那里获取了知识，还能够通过触觉将它们传递给初学者。”
研究人员表示，除了声乐教学背景外，同样的方法还可用于帮助运动员学习呼吸控制。更重要的是，这种特种服装还能帮助患者在遭遇大手术或COVID-19等呼吸系统疾病后，恢复健康的呼吸模式，或是作为睡眠呼吸暂停症状的替代性治疗方案。
Afsar指出，呼吸蕴含着复杂的生理学机制。她说：“科学家对呼吸-肌肉群关系的了解还相当有限。我们设计的服装包含独立模块，能够在用户呼气和吸气时监测不同的肌肉群，并能够重复单个动作，以激活每个肌肉群。”人机交互专业人士LiningYao也评论道：“OmniFibers是纤维级工程和织物级设计的结合产物。”
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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
来源：第34届ACM年度用户界面软件和技术研讨会
原文链接：https://techxplore.com/news/2021-10-fibers-breath-regulating-garments.html
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