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智能材料应如何追赶可穿戴设备创新步伐?

目前的可穿戴设备,使用的仍然是智能手机的传统材料,搭载的是低功耗的微处理器和精简版的操作系统,再加上传统的固定设备,俨然只是智能手机的一个附庸。回顾智能手机的发展历程,其所使用的触摸屏材料、显示元器件、微处理器等无一不是在传统PC所用传统材料上的脱胎换骨,可以说没有基础材料的大发展,就没有今天的智能手机。而新型的可穿戴设备,仍然使用和智能手机相同的元器件,只是尺寸略小,其固定设备仍然使用的是传统的金属材料或者高分子材料,这使得可穿戴设备很难摆脱智能手机的束缚成为一个成熟的产品体系。现有的智能手机材料往往都是刚性的,而且其性能也并不适合可穿戴设备的使用特点,基础材料的缺失正是可穿戴设备发展的痛点,因此,如何选择一种新型的材料成为可穿戴设备发展面临的首要问题。

首先,智能材料家族将成为可穿戴设备不可或缺的一部分。

由形状记忆合金、光致变色材料、电致变色材料、压电材料、智能高分子材料等组成的庞大的智能材料家族是可穿戴设备的完美搭配。

智能材料中的形状记忆合金具有很强的可弯曲性,并且能够记忆自身的形状,日常使用的抗弯折眼镜框、可植入人体的人造骨骼和人造卫星的太阳能电池板等都是由形状记忆合金制作而成。如果能将这种材料应用于可穿戴设备,它将能够自动记忆人体曲线,在接触到人体的时候自动变化为适应每个人的体型并自动固定。甚至,如果把现在的智能手机直接制作在形状记忆合金之上,那么整个可穿戴设备将能够贴合于人体,实现真正的“与人融合”。

光致变色材料、电致变色材料和智能高分子材料,将能够监测人体的各项生命体征以及外部环境的变化,并通过自身变化直观地表示出来。人们也许可以不用打开显示屏,就能够获得足够多的信息,比如它可以感受周围的气温,甚至是空气污染的程度,并通过颜色变化的方式表现出来。周围的环境变化将不再是冷冰冰的数字,其呈现的方式将更加智能化。压电材料给可穿戴设备的带来的革命将更为巨大,将其植入可穿戴设备中,能够将人体的每一次活动中微小的能量都收集起来,这将能够提供源源不断的电力供应,可穿戴设备将能够摆脱电池的束缚,实现真正的轻量化和长续航。

其次,智能材料与可穿戴设备的结合将彻底革新人们对于“智能”的定义。

自从乔布斯“重新”发明了手机以来,短短几年时间智能手机风暴就席卷了全球,已经深刻改变了人们的生活方式。但是智能设备的发展不可能就此停滞,人类创新也不可能就此止步。依托于信息技术的智能手机,其“智能”更多的是表现在人与人之间的互联,以及信息交互的便利之上,但这并不是智能的全部定义,如果智能材料能够发展成熟并得到大范围的推广,将无疑能够革新人们对于“智能”的认知。

用智能材料制作的可穿戴设备,将如同具有生命一般感知每个人不同的身体特征,感知周围环境发生的变化,甚至能够做出反应帮助人类。这种种的可能性将彻底革新人们对于“智能”二字的理解,可以预见,未来的智能设备将不再是冷冰冰一块,而将是能够有所感知,和人完美匹配的真正的“智能”可穿戴设备。


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