關鍵技術 ‧ 智慧衣的各種供電可能

2018/06/13

文=黃晟睿 ‧ 裴嬿

穿戴式裝置正火紅,但相較於智慧手錶或手環,智慧衣因為能更大範圍的貼近人體,其實在生理檢測上比手環類產品更為準確。

放眼全球,從Nike、adidas、Under Armour等運動服飾龍頭,到蘋果、Google、與英特爾等科技大廠,都投入智慧衣研發。而國內紡織大廠從儒鴻、聚陽、遠東新、福懋、偉全、南緯、宏遠、聚紡、紡慶、到潤泰全球,也都揮舞著智慧衣的大旗,分別從運動、娛樂、醫療照護等應用領域搶進商機。

其中,儒鴻獲全球百大科技獎的「iSmartweaR感知智慧衣」,以雷達波偵測心跳、呼吸與血壓,完全突破傳統智慧衣必須貼身才能量測的限制,即使相隔20公分距離、放在寬鬆衣服上也能測量心跳呼吸,因此可以廣泛用於長短袖、T恤或外套等款式,以滿足不同族群、不同情境的穿戴需求。據了解,這款智慧衣採用奈米銀線和高分子材料,將天線的線路圖熱轉印貼合到衣服,再加上微型雷達奈秒脈衝(NPNS)感測技術的小控制盒,目前正接受美國知名品牌服飾廠的認證,預計2018年初可開始出貨。

Photo:儒鴻iSmartweaR感知智慧衣

另外,運用導電奈米碳管薄膜的遠東新智慧衣DynaFeed,則是榮獲全球知名的運動暨戶外用品展ISPO AWARD 2016/17年金獎。目前遠東新並分別與美國戶外運動品牌L.L.Bean、瑞士電子醫療品牌Valmed合作,贊助美國滑雪隊選手進行訓練,透過DynaFeed與App的串連,記錄滑雪選手在訓練途中的身體數值變化、細微動作角度變化等,以及利用DynaFee獨家奈米碳薄膜導管技術,達成「乾式電擊」目的,協助肌肉萎縮者進行復健,同時搶進運動、醫療智慧衣市場,最快明年上市。

Photo:遠東新智慧衣DynaFeed

至於聚陽則是於2017年4月成立「創新研發中心」,卡位智慧衣市場。攜手金寶以自有品牌「XYZlife Patch BC1」智慧衣搭載穿戴式心電圖裝置,目前已通過UL(Underwriters Laboratories )審核,拿到歐盟醫療器材認證(CE MDD),並計畫2018年申請美國FDA認證。

Photo:XYZlife

不過,儘管智慧衣前景火熱,在現有技術下仍尚有未解的難題,例如能量儲存紡織品所能供給的電力其實並不高,尤其是保暖功能極為耗電,大體積的儲能電池不僅穿著累贅,也降低了穿戴舒適性。
雖然近年陸續有中、美研究團隊們分別展示由石墨、奈米碳球與碳奈米管製成,又能編織進服飾的纖維狀超級電容器。且這些以碳爲基礎的柔性微型超級電容器,擁有的存儲容量(體積能量密度)已可達每小時6.3 μW/mm3,媲美4V,500μA/hour的薄膜鋰電池,但一方面因為造價不斐,另方面部分人士對於碳奈米粉末尚有疑慮,擔心如吸入人體,可能產生類似PM2.5人體無法阻檔或排除的情況,小於PM10的懸浮微粒,可以穿透支氣管和肺泡對呼吸系統和心血管系統造成傷害,導致氣喘、肺癌、心血管疾病、新生兒先天缺陷和過早死亡。

因此,如何讓穿戴科技克服長時效供電的瓶頸,又能穿的舒適、穿的安全,電池技術勢必影響智慧衣發展大局。

Myant:智慧衣結合無線充電技術

Myant公司是將軟電子(soft electronics)科技應用在紡織品的先驅,加拿大聯邦政府去年宣布投入9.5億美元啓動“超級創新聚落” (supercluster),集合超過100個學術機構、非營利組織、醫護組織,以及生產商等,而Myant也是其中之一。
在2018年CES消費電子展中,智能服飾製造商Myant與無線充電開發商Energous合作推出全新“智能”內衣品牌Skiin,內衣上搭載6個不同的傳感器,每個傳感器都由一個小小的充電組塊供能,用以追踪心率、溫度、壓力、動作,以及身體脂肪含量和身體水含量,甚至同步智能家居產品,並將各項數據傳送到你的手機上。最特別的是,它還能無線充電。
過去無線充電技術多用在手機,而現在它使用Energous的WattUp無線充電技術可以為內衣中的嵌入式傳感器充電。據了解,Skiin運用的WattUp Mid Field的遠距無線充電距離最遠達3英尺(約1公尺),其利用無線電波射頻(radio frequencies)傳輸電力,先將電流轉換成無線電波在空間傳導,等接收端(電子設備)裡的接收器使用天線接收到後再轉換成直流電,如此一來就能隨時隨地為多種裝置充電,只要接收端配備了正確接收器即可,如Wi-Fi、藍芽一般。WattUp Mid Field也是首個通過美國聯邦通訊委員會(FCC)中距離無線充電技術認證的產品。該公司目前並進一步完善遠距無線充電技術,希望將無線充電的距離擴大至4.5米。
對於這項新產品,雖然投資研究網站Seeking Alpha專欄〈Stock Puzzle〉曾經分析,WattUp產品在充電時可能會干擾Wi-Fi連接。但無論如何,不受限制的無線充電已經讓智慧衣的發展跨向下一個里程。

Photo: Myant Inc

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