Apple Watch、Fitbit 和其他生命体征监测器等可穿戴电子产品正变得越来越流行，但另一种创新正在不断发展：带有内置电子设备和传感器的可穿戴织物，这些织物可用于制造智能服装来监测我们的生命体征，这些创新将带来哪些机遇和挑战？

为何选择可穿戴技术？

随着物联网持续呈指数级增长，可穿戴设备因其诱人的潜在应用而成为最新的物联网前沿领域。可穿戴设备的优点包括方便、易用和实时服务。然而，如果我们认真地想要扩展到当前应用之外，还需要克服艰巨的设计和开发挑战。

传统医疗保健可穿戴设备：Apple、Fitbit

可穿戴物联网分为四个类别：健康、娱乐、跟踪和定位以及安全。到目前为止，苹果和 Fitbit 等公司提供的休闲可穿戴设备可以帮助用户监测体重和锻炼量。使医生能够远程监控患者的医疗级可穿戴设备属于第一类。但可穿戴设备可以做更多的事情。他们还可以为老年人提供紧急护理、监测婴儿并帮助收集临床试验期间的数据。

新的可穿戴设备

不那么明显，更舒适

除了以手表方式佩戴之外，新型可穿戴设备将为用户提供更多选择，这对于那些不愿宣传其可穿戴设备使用情况的人来说是一个优势。将物联网设备嵌入到戒指、手镯、腰带和眼镜等其他配件中，使可穿戴设备的用途变得不那么明显。

织物中内置传感器

嵌入物联网传感器的侵入性最小的方法是将它们嵌入衬衫、裤子、袜子或鞋子的织物中。可折叠和拉伸以贴合身体的服装可以包含收集数据的电子元件。皮肤或汗液与织物接触产生的数据可能包括佩戴者的心率、血压、血糖水平、血氧水平、体温和活动。例如，医疗技术初创公司 Rhaeos 最近开发了一款可穿戴设备，用于对患有脑液积聚的患者进行无创监测。此外，可穿戴设备还可用于监控、跟踪和保护消费者最亲近的人。

Rhaeos 的 FlowSense 是一种无线、无创热流量传感器，可以安装在患者颈部分流器上方，以检测脑脊液的存在和数量。

婴儿猝死综合症是新手父母的噩梦。这是一种相对罕见但至关重要的现象。最重要的是，其原因仍然未知。大多数（如果不是全部）父母都会在半夜起床检查新生儿的呼吸，这会加剧他们的疲惫和睡眠不足。让婴儿穿上由物联网面料制成的衬衫，并通过应用程序跟踪婴儿的呼吸，可以帮助父母放松并睡得更好，而不是依赖传统的婴儿监视器。该应用程序会提醒家长呼吸异常或中断。总部位于纽约的初创公司 Nanit 为新生儿及其睡眼惺忪的父母开发了这样一款可穿戴设备。

Nanit通过备受期待的睡袋拓展了流行的呼吸服装系列

物联网结构还可用于跟踪老年人、医院患者和儿童。例如，当痴呆症患者走失或青少年没有在预期时间到达目的地时，织物中的GPS 跟踪器可以发送警报。这种可穿戴设备还可以用于高风险环境，例如建筑工地或登山探险，在这些环境中必须了解每个人的行踪。

由于由物联网织物制成的智能衣服与身体有许多接触点，因此系统中还可以包含比其他类型的可穿戴设备更多的功能。例如，物联网衬衫不仅可以监控用户的心率和活动水平，还可以获取额外的血氧和血糖水平数据。这样，就可以对用户进行更全面且可能更准确的观察。

设计挑战

处于新的领域无疑是令人兴奋的，但也充满挑战。除了灵活且易于使用的人机界面之外，物联网结构还需要坚固、准确和自给自足。

坚固性：振动、碰撞、日常磨损；可机洗

例如，一旦有人穿上由物联网面料制成的衬衫，该衬衫或任何其他物联网服装就会经历与用户所经历的相同的振动、碰撞和日常磨损。因此，织物需要坚韧以保持完整和功能，如果可以机洗则更是如此。由于物联网设备的加固通常涉及在设备周围添加保护材料，因此目前尚不清楚如何将该策略应用于物联网结构而不影响其灵活性或耐磨性。

准确性：如何确保数据收集过程中与患者的一致和统一接触

物联网结构的磨损也可能影响其收集的数据的准确性。安装更多传感器或不同类型的传感器将有助于确保数据准确性。通过附加和多样化的传感器，可以交叉引用和支持不同类型的数据。

多个传感器还可以延长产品寿命，即使一个或多个传感器停止工作也能继续进行数据收集和分析。然而，在织物中嵌入多个传感器将增加设计成本和复杂性。

数据收集：传感器需要很小

另一个挑战是能够在织物中包含多个传感器而不影响织物的纹理。使传感器小型化可能是使它们对佩戴者更加透明的一种方法。然而，传感器还必须能够连续收集和传输数据。平衡性能和外形因素的斗争可能会导致开发瓶颈。

能源供应：太阳能；收集身体热量、运动

最后，物联网结构所做的一切都需要稳定的电力供应的支持。物联网结构面临着与其他物联网设备相同的问题，即如何在保持高水平性能的同时尽可能高效地消耗尽可能少的能源。使用具有睡眠模式的低功耗微控制器单元可能是节省能源的绝佳方法。另一方面，无需更换过期电池即可获取能源也有助于提高能源效率。

许多研究都致力于从体热、运动或振动中收集能量。然而，增加从环境中获取能量并将其提供给织物的物联网系统的能力将增加设计、开发和生产的复杂性。

可穿戴设备是未来吗？

全球越来越多的老年人将继续推动对新可穿戴技术的需求。就像蓝牙小玩意在珠宝领域留下印记一样，可穿戴设备也很可能影响时尚行业的服装领域。

设计物联网结构并扩大生产规模将非常困难，但没有人会说这是不值得的。毕竟，这一努力将使织物能够将物联网的力量带入日常生活。这种技术的潜在应用仅受人们的想象力的限制。