创新背景

纤维是组成服装材料的基本元素，是服装具备各种性能的根基。纤维是指直径在数微米到数十微米，长度比直径大许多倍甚至上千倍的细长物质。可用作纺织的纤维一般长度在数十毫米以上，具有一定的强度、一定的可挠曲性和其他服用性能。得益于半导体技术、化工技术等先进科技，我们已经能够根据需要制造出具有不同热力学特性、光学特性甚至机械特性等更复杂的功能性纤维了。于是，科学家开始寻找一种更加“智能”的纤维。

创新过程

麻省理工学院(MIT)的研究人员发明了第一种具有数字功能的纤维，这种纤维被缝进衬衫后，能够感知、存储、分析和推断穿着者的活动。这项研究的成果发表在《自然通讯》杂志上。

这种新型纤维是通过将数百块方形硅微尺度数字芯片放入预制体中制成的，然后再用预制体制造聚合物纤维。通过精确地控制聚合物的流动，研究人员能够在芯片之间制造出长达几十米的连续电连接光纤。

这种纤维本身很薄，有弹性，可以穿过一根针，缝进织物里，至少洗10次也不会损坏，而且也不会影响穿着的舒适感。

这种数字光纤还可以在内存中存储大量信息。研究人员在光纤上写入、存储并读取了包括767千字节的全彩短电影文件和0.48兆字节的音乐文件信息。这些文件可以在没有电力的情况下保存两个月。

穿在身上的人工智能

这种光纤还向人工智能迈进了几步，在光纤内存中包含了一个有1650个连接的神经网络。研究人员将这种纤维缝在衬衫腋下后，用这种纤维收集了穿着衬衫的人270分钟的体表温度数据，并分析了这些数据与不同的身体活动之间的对应关系。经过这些数据的训练，这种纤维能够以96%的准确率确定佩戴它的人在从事什么活动。

在纤维中添加人工智能组件进一步增加了它的可能性。研究人员表示，随着时间的推移，带有数字组件的面料可以在全身收集大量信息，这些“丰富的数据”对机器学习算法来说是完美的。

有了这种分析能力，有朝一日，这种纤维可以实时感知和提醒人们呼吸衰退或心律不齐等健康变化，或在训练中向运动员传递肌肉激活或心率数据。

光纤由一个小型外部设备控制，因此下一步将是设计一种可以连接在光纤内部的微控制器新芯片。

创新关键点

麻省理工学院的研究人员通过将数百块方形硅微尺度数字芯片放入预制体中，再用预制体制造聚合物纤维，通过精确地控制聚合物的流动，制造出了第一种能够被缝进衣服中的具有数字功能的纤维。这种新型纤维不仅能够写入、存储并读取大量信息，还能够感知、存储、分析和推断穿着者的活动。

创新价值

这项工作首次实现了一种具有数字存储和处理数据能力的织物，为纺织品增加了新的信息内容维度，并允许对织物进行编程，可以用于身体性能监测、医学推断和早期疾病检测。