为衣服添加NFC功能：挥下袖子就能安全支付，打开车门坐进去就能启动汽车｜Nature子刊...

Posted 2022-01-05 QbitAl

丰色 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

用手机当车钥匙、用Apple Pay感应支付，大家是不是已经不觉得稀奇了？

但未来，完成这些操作可能连手机都不需要掏了：

直接挥一下袖子就可以完成付款，打开车门人坐进去就可以启动汽车！

前提只需要你穿着衣服，一件带有NFC功能的衣服。

对，没错，最近加州大学一项研究通过把先进的磁性超材料集成到日常衣物上，成功让穿戴者与附近的NFC设备实现数字交互。

△ 相关研究已登上Nature子刊

并且，相比传统的NFC功能只能在10cm之内生效，这样的衣服在1.2米之内都有信号。

哇，这是到底是懒人还是忘性大的人类的福利？

给日常衣物加上NFC功能

NFC，全称近场通信，不用多说，至少大家刷门禁、坐地铁都用过。

这种无线通讯技术便宜、设备重量轻、寿命长，很适合用在可穿戴设备上。

通过在衣物上布置灵活的磁感应元件，将这些元件调谐到NFC频段就可以实现。

本次研究人员的出发点是在人身上建立全身的智能连接，所以还需在不同地方布置无线传感器（下图S1、S2、S3）进行信号收集和传输，形成磁感应网络。

这样就能把NFC功能原来只有10cm的信号范围扩展到4英尺，也就是约1.2米。

实现听起来不难，但是有三个问题想必大家都很关心：磁场干扰、衣服折叠和供电。

一个一个来。

首先，磁感应元件由排列分散、具备柔韧度、呈平面的微电子自由回路（microelectronics-free loops）组成。

其内部结构通过电场限制以及准静态磁场来避免人体干扰。

△ 看外形，完全可以叫它“磁感应贴”

其中的接地层（groud layer）则可阻止产生的电场进入人体。

△ “磁感应贴”结构示意图

其次，研究人员通过实验发现，不管是对这个元件进行弯曲、折叠还是揉搓，它的性能都不会发生变化，即能够保持频谱稳定性。

它们还可以被做成各种形状，以实现最佳的信号传输和功率分配。

而在供电方面，倒是没有什么惊喜，还是需要一个有线的外部电源与NFC读取器进行连接。

其中的无线传感器为了让体积更小，本身不自带电池，同样靠这个外部电源供电。

可直接“贴”在现成衣服上

受现代低成本乙烯基服装生产的启发，这种磁感应元件无需复杂的缝纫技术以及导线连接，加上材料本身的成本也不高，通过热压就可以直接“贴”到现成的衣服上。

在进行跑步运动时，裤子上的传感器可以测脚腕、膝盖弯曲度、速度等数据，同时与上衣跟踪到的心率和其他统计数据进行交换。

值得注意的是，虽然上衣和裤子并非连体，通过下面这样摆放感应“贴”就可以实现数据“联通”。

而像下面这样垂直交叉手臂，还能实现“人体到人体”的通信。

然后我们就能像阿凡达人那样无声交流了？

论文一作表示，除了开头展现的几个应用场景，这项技术很适合应用到医学领域，比如将临床上各种传感器集成到患者衣服上实现集中监控。

不过缺点也有，比如目前该材料只可在冷水中“存活”20分钟，要想经住日常衣服的洗涤频率，还需要开发更加耐用的磁感应材料。

不知道到时这项技术真的到来之后，是否可以真正像作者希望的那样——减轻现代电子产品给我们生活带来的负担。

你，期待不？

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

参考链接：
[1]https://techxplore.com/news/2021-11-uci-people-high-five.html

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