根據(jù)芬蘭VTT技術(shù)研究中心(VTT Technical Research Centre of Finland)首席科學(xué)家Pekka Tuomaala表示,未來(lái)的智能服裝將會(huì)根據(jù)穿戴者的實(shí)際需要自動(dòng)調(diào)節(jié)其溫度。
VTT技術(shù)研究中心曾經(jīng)在去年11月為這種可自動(dòng)控溫的運(yùn)動(dòng)服發(fā)布一種建構(gòu)模組:透過(guò)抽吸冷或熱的液體,將微小通道網(wǎng)路熱壓印至大面積的軟性塑料薄膜。整合于智能服裝中的這種微流體通道就像是流經(jīng)人體各部位的心血管系統(tǒng)一樣。
荷蘭研究人員開發(fā)可自動(dòng)調(diào)溫的未來(lái)智能服裝(來(lái)源:VTT)
根據(jù)以往的研究顯示,人體經(jīng)由皮膚耗散大約85%的身體熱損耗,因此,這種可智能分布的織物不僅只作為一種舒適的里襯,同時(shí)還可升級(jí)成為調(diào)節(jié)體溫的“皮膚”。
但在這種像“個(gè)人化空調(diào)”的智能織物可保持穿載者對(duì)熱的舒適度以前,它們還需要能夠自動(dòng)適應(yīng)外在情況,從而適度地調(diào)節(jié)其溫度。
透過(guò)溫控背包,可將微流體通道整合于智能服裝中(來(lái)源:VTT)
在技術(shù)方面,這需要提供準(zhǔn)確的人體熱模型運(yùn)算。因此,VTT研究中心最近開發(fā)出一種新工具,能夠?qū)€(gè)人的熱感覺(jué)關(guān)聯(lián)到外在環(huán)境溫度以及所測(cè)得的身體的溫度。
正如Riikka Holopainen在其博士論文“改善熱舒適性的人體熱模型”(A human thermal model for improved thermal comfort)中提到的,新開發(fā)的模型考慮了人的體溫調(diào)節(jié)以及個(gè)體對(duì)于熱感覺(jué)和舒適度等個(gè)別體參數(shù)的影響,計(jì)算出更真實(shí)的互動(dòng),以及在皮膚表面和周圍空氣以及建筑物結(jié)構(gòu)之間的不均勻瞬時(shí)熱傳遞。
無(wú)疑地,以此模型驅(qū)動(dòng)的智能織物需要多個(gè)溫度輸入,分布在穿戴者的身體周圍,同時(shí)還必須考慮到外部溫度與穿戴者的活動(dòng)程度(人體在睡眠期間連續(xù)產(chǎn)生75W的熱,運(yùn)動(dòng)期間產(chǎn)生約100W的熱)。該算法還可為不同個(gè)人的身體質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)一步優(yōu)化。
該模型的計(jì)算目標(biāo)在于確定必須加溫或冷卻功率,使得人們?cè)诓煌那闆r下穿戴智能服裝都能保持優(yōu)化的熱感覺(jué)。將智能織物設(shè)計(jì)成兼具加熱與冷卻的功能,可讓這種穿戴式技術(shù)在多個(gè)不同的消費(fèi)群體中發(fā)現(xiàn)新應(yīng)用,包括警察局、消防隊(duì)員、軍人、戶外工作者、運(yùn)動(dòng)員、境內(nèi)病人以及小嬰兒等。
“醫(yī)院的病人經(jīng)常被問(wèn)到他們最不舒服的體驗(yàn),而最常見(jiàn)的答案就是覺(jué)得冷——其次才是疼痛”,VTT首席科學(xué)家Pekka Tuomaala解釋。
“例如,病人在手術(shù)后經(jīng)常覺(jué)得冷。體溫是可以個(gè)別調(diào)整的,在提供智能毛毯給病人后,它會(huì)先確認(rèn)病人的身份、測(cè)量環(huán)境溫度以及調(diào)整毛毯的溫度,以符合病人的實(shí)際需求。”
根據(jù)小型實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)即時(shí)顯示加熱小型電熱墊對(duì)于周圍空氣溫度變化的影響(來(lái)源:VTT)
Tuomaala在小型實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行智能服裝控制的實(shí)驗(yàn),顯示加熱小型電熱墊對(duì)于周圍空氣溫度變化的即時(shí)影響。
不過(guò),該實(shí)驗(yàn)室尚未建立能夠操控這種智能服裝的控制訊號(hào),但研究人員們正致力于尋求業(yè)界公司的合作,以進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)以及使其商用化上市。