盖世汽车讯 据外媒报道，新加坡国立大学（National University of Singapore）设计与工程学院（CDE）的研究人员开发出一种既能充当像素点、又能感知触控的纤维。他们将54根这种纤维集成到衣袖中，打造出了全球首款嵌入服装的触摸屏。

图片来源：新加坡国立大学

这种衣袖不仅能显示图像和视频、响应手指触控，还能与其它设备进行无线连接；同时，它依然像普通衣物一样，具备可水洗、透气且灵活的特性。该团队的这项发明，使得人们能够制造出一种“服装界面”——它无需任何刚性屏幕，即可让穿着者直接与自身的健康数据及各类数字设备进行交互。

日常所熟悉的屏幕（例如手机和笔记本电脑上的屏幕）通常采用平坦、坚硬的面板来呈现图形用户界面（GUI），既能显示信息，又能实现交互。而由一维纤维编织而成的纺织品，此前一直无法实现这种功能。在此之前，想要制造出一种既能像纱线一样进行编织，又具备全彩显示和触控功能的屏幕，还遥不可及。

“我们之所以能实现这一点，是因为我们能够利用纤维形态的电子构件来构建图形用户界面（GUI）系统——这些构件类似于传统的纱线，但其内部直接集成了复杂的电子功能，”助理教授 Khudiyev 说道。

在纤维上互连数千枚芯片

为了打造一种基于纤维的服装显示系统，新加坡国立大学的研究团队开发出一种可编程的连接方法：在微小的绝缘导线上，于每个微芯片所需的确切位置创建连接点。研究人员利用激光对这些位置进行处理，并通过精确控制表面的润湿性，引导熔融焊料仅在预设的连接点处完成焊接。借助这一技术，团队成功集成了超过 5000 枚芯片，并建立了 2 万多个电气连接点。

随后，研究团队采用热拉制工艺，将这些互连的数字 LED 灯带整合进多层纤维结构中。这种工艺能够在一根直径仅 1 毫米、长达 10 米的纤维内，精确构建出触控层和像素层。LED 下方设有一层触控感应结构——当按压纤维时，电路闭合，系统便能精准识别手指触碰的位置，并点亮距离最近的像素点。

“纤维具有一维、轴对称的几何结构，这使得利用传统二维电子器件的构建方法来打造复杂电路变得十分困难，”助理教授 Khudiyev 补充道，“我们通过一种全新的互连架构克服了这一局限，实现了数千个微电子器件在纤维上的集成与互连。”

超越触摸屏：将应用程序“穿”在袖子上

在该团队开发的样机中，54根“像素纤维”（每根纤维上集成有96个LED灯）被编织进袖子的前臂部位，构成了一个96×54像素的显示屏，尺寸为168毫米×105毫米。该显示屏支持每秒30帧的刷新率，并具备8位色彩深度。每根纤维都有独立的控制通道，因此即便其中某一线缆出现故障，也不会影响其他线路的正常运作；此外，该系统还支持多点触控。除了像素纤维外，团队还以同样工艺集成了其他功能纤维，分别搭载了麦克风、扬声器，以及能够追踪运动、识别磁北方向、测量温度和感知环境亮度的传感器。

这些纤维共同实现了早期智能手机所具备的多种功能：运行计算器、浏览相册、以每秒30帧的速度播放视频（若同步音频则为每秒25帧）、充当指南针、响应语音指令，以及通过蓝牙接收图像。系统甚至能自动旋转屏幕并调节亮度。当温度感应纤维位于手臂内侧时，袖子还能读取并显示人体体温。

值得一提的是，这种服装依然保持着织物的特性。在普通洗衣机中经过50次洗涤，以及围绕5毫米半径进行1000次弯折后，其发光性能和触控响应几乎没有变化。此外，这种集成式显示屏像棉、聚酯纤维或牛仔布一样透气，且符合皮肤接触的安全标准。

作为交互界面的服装

更小的微芯片和更细的纤维——两者均与该团队所采用的方法相兼容——为实现更清晰、尺寸更大的显示屏提供了可能。此外，由于显示元件和传感元件分布在纤维的长度方向上，这些更细的纤维可以通过标准的工业设备进行针织、编织或刺绣。这项技术未来还有望实现其他功能，例如追踪健康体征以及提供基于触觉的反馈。

“医疗保健是一个极具前景的应用领域，”助理教授 Khudiyev 表示，“服装可以通过基于纤维的传感器持续收集生理信息，让穿着者能够直接通过衣物获取这些信息并与之交互。结合人工智能（AI）技术，这将有助于实现个性化的健康监测、反馈与辅助。正如智能手机催生了许多在手机问世之初难以想象的应用一样，这种服装GUI最终也可能促成一系列目前尚不存在的全新应用。”

下一步展望

研究团队的后续目标是进一步优化这种纺织品触摸屏——提升分辨率，集成传感功能并引入端侧AI，从而将显示、触控、感知和智能融于同一个纺织平台之上。这种融合有望使该技术超越单纯的“可穿戴屏幕”范畴，演变为能够感知穿戴者及其周边环境的智能服装，在用户需要时提供相应的信息或交互支持。

目前，研究人员正在开发一种全新的人机交互界面——它不再局限于用户随身携带的设备，而是成为人们所穿衣物的一部分，实现与穿戴者的自然融合。