麻省理工學(xué)院研究人員創(chuàng)造了第一種具有數(shù)字功能的纖維，在被縫入襯衫后能夠感知、存儲(chǔ)、分析和推斷活動(dòng)。數(shù)字纖維擴(kuò)大了織物的可能性，可以發(fā)現(xiàn)人體中隱藏模式，可以用于體能監(jiān)測(cè)、醫(yī)療推斷和早期疾病檢測(cè)。

研究人員在《自然通訊》上描述了數(shù)字光纖的特點(diǎn)。到目前為止，電子纖維一直是模擬的，攜帶連續(xù)的電信號(hào)，而不是數(shù)字信號(hào)，其中離散的信息比特可以在0和1中進(jìn)行編碼和處理。現(xiàn)在這項(xiàng)工作首次實(shí)現(xiàn)了具有數(shù)字存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)能力的織物，為紡織品增加了一個(gè)新的信息內(nèi)容維度，使織物可以按字面意思進(jìn)行編程。

這種新的纖維是通過(guò)將數(shù)百個(gè)方形硅微觀數(shù)字芯片放入一個(gè)預(yù)制件中創(chuàng)造出來(lái)的，然后用來(lái)創(chuàng)造一種聚合物纖維，精確控制聚合物的流動(dòng)，研究人員能夠在幾十米長(zhǎng)的芯片之間創(chuàng)造出一種具有連續(xù)電連接的纖維。這種纖維本身很薄，而且很有彈性，可以通過(guò)針頭，縫在織物上，并至少清洗10次而不破裂。當(dāng)你把它放進(jìn)襯衫時(shí)，你根本感覺(jué)不到它的存在。

它提供了一種方法，可以從纖維末端的一個(gè)點(diǎn)控制纖維中的各個(gè)元素。你可以把光纖想象成一條走廊，而這些元素就像房間，它們各自都有自己獨(dú)特的數(shù)字房間號(hào)碼。研究小組設(shè)計(jì)了一種數(shù)字尋址方法，使他們能夠打開(kāi)一個(gè)元素的功能，而無(wú)需打開(kāi)所有的元素。

數(shù)字光纖還可以在內(nèi)存中存儲(chǔ)大量的信息。研究人員能夠在光纖上寫(xiě)入、存儲(chǔ)和讀取信息，包括一個(gè)767KB的全彩短片文件和一個(gè)0.48MB的音樂(lè)文件。這些文件可以在沒(méi)有電源的情況下儲(chǔ)存兩個(gè)月。

該纖維還在人工智能方面邁出了腳步，在纖維存儲(chǔ)器內(nèi)包括一個(gè)由1650個(gè)連接組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在將其縫在一件襯衫的腋下后，研究人員用該纖維收集了穿著該襯衫的人270分鐘體表溫度數(shù)據(jù)，并分析了這些數(shù)據(jù)如何與不同的身體活動(dòng)相對(duì)應(yīng)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，該纖維能夠以96%的準(zhǔn)確率確定穿著它的人正在進(jìn)行什么活動(dòng)。

有了這種分析能力，這些纖維有朝一日可以實(shí)時(shí)感知和提醒人們的健康變化，如呼吸下降或不規(guī)則的心跳，或在訓(xùn)練期間向運(yùn)動(dòng)員提供肌肉激活或心率數(shù)據(jù)。