美国空军士兵检查 F-16C Fighting Falcon 进气口内的温度传感器,这是一个有潜在危险的密闭空间。可穿戴式 FHE 传感器监测器针对这些和类似环境进行评估和开发,以监测和确保作战人员的健康和安全。

FHE 和电子纺织品非常适合传感应用

柔性混合电子 (FHE) 技术将印刷电子技术的灵活性和低成本与半导体器件的性能相结合,创造了一个新的电子类别。FHE 技术不再受刚性、笨重和不合格的印刷电路板组件 (PCBA) 的限制,几乎可以应用于任何基材,包括纺织品。

先进的 FHE 能力和先进的纺织品相结合,为可穿戴技术带来了巨大的希望。FHE 在生理监测、态势感知 (SA) 和人类表现增强方面的应用进展是包含先进纺织材料的特别有趣的机会领域。凭借 FHE 改变游戏规则的性质,加上先进的纺织品集成,我们可以期待现代作战人员的早期采用。

传感系统

灵活的混合电子技术非常适合生理监测,因为它具有柔韧性、可拉伸性、贴合性、重量轻和低调的特性。与使用传统印刷电路板组件 (PCBA) 所能实现的相比,传感系统可以与人体系统进行更密切的接触。

将健康和健身生理数据收集与先进的纺织品相结合,可能会提高设备的功效,同时为佩戴者提供便利和易用性。传感器可以作为日常穿着的服装(例如制服或工作服)的一部分附加、嵌入或完全集成。传感器可以部署在对佩戴者影响最小的任何地方,同时以最佳方式收集目标生理数据。

在人机系统中,通常对机器的健康、性能和安全有很多了解。例如,现代汽车安装了传感器和系统来监控和影响发动机性能和排放,以及其他系统,以提高操作员或乘客的舒适度、操作便利性和安全性。具有讽刺意味的是,尽管人类作为系统的中心至关重要,但很少收集关于人类操作员的数据。灵活的混合电子技术与电子纺织品相结合,可以缩小这种数据差距。

服装已经是人体系统的重要组成部分,它们非常适合无创传感器来监测生理状态和表现。

FHE 通过灵活、轻便的微控制器、与低功率无线电和天线的通信以及小型或符合要求的电池供电,为系统提供计算能力。传感器和 FHE 技术已经成为智能手表、眼镜和其他可穿戴设备的一部分——电子纺织品有潜力将这些灵活的混合电子设备扩展到外衣、手套、袜子、鞋类和其他日常穿着的物品。有了这种覆盖范围,就像机器一样,人们将能够监控并积极影响人类的表现、舒适度和安全性。

军事应用

生理监测对美国军队尤其重要,了解作战人员的健康、状态和状态对于确定战备、生存能力和任务有效性绝对至关重要。灵活的混合电子系统可以使用生理数据推导出士兵状态和生理状态。FHE 系统与作战人员的制服集成并作为小单位网络的一部分连接,将帮助领导者确定警觉性、压力和疲劳,以及个人和单位的准备状态。可穿戴绷带形式的 FHE 可能有助于战场分诊或医疗“监护链”,因为受伤的战士从战斗中被救出。

与电子纺织品集成的灵活混合电子设备还可以为人类系统提供态势感知数据和分析。监测环境的传感器可以提醒佩戴者潜在的危险情况。例如,NextFlex 展示了可穿戴监控系统,有助于确保在密闭空间工作的航空技术人员的安全和福祉。此类解决方案与服装相结合,可增强用户的依从性和设备的功效。

还可以开发其他态势感知 (SA) 系统,从而使团队可以受益于跨小单元网络排列的传感器——将环境感知范围从单个人扩展到整个团队的范围。具有 FHE 天线、低功率无线电和边缘计算的先进纺织品支持物联网 (IoT) 环境,有助于及时收集数据、聚合数据和快速响应时间。

与国防和作战人员相关的应用包括空中、陆地、海上和太空领域的 SA 解决方案。想象一个战场上的士兵穿着个人传感系统警告他们在任何作战领域的核、生物或化学危险,或者一个排的士兵有能力通过 FHE 启用的制服,查明敌人的敌方火力通过声学三角测量定位。

随着智能手机、智能手表和智能眼镜以及医疗可穿戴设备的出现,可穿戴和移动设备无处不在。这些设备通常与冗余电源、通信和计算要求不同。电子纺织品可能会物理连接这些系统,以消除冗余并更智能地利用电力和边缘处理。

对于作战人员而言,集成到一件衣服或一件装备中的 FHE 系统大大简化了所需的装备数量和功率。例如,身份证/钥匙卡或通用访问卡 (CAC) 可能不显眼地佩戴在袖子上,而不是随身携带。

用于可穿戴应用的灵活混合电子技术非常适合高级纺织品。生理传感器、超低功耗无线电和微处理器、FHE 互连和电源管理的发展改进为可穿戴物联网设备扩展了可能性。FHE 在生理监测、态势感知和人类表现增强方面的应用将极大地受益于先进纺织材料的集成。

先进纺织品将继续在 FHE 设备的采用和无缝集成到智能服装和织物中发挥重要作用。通过灵活的混合电子设备和先进纺织品的集成,人们将能够将多个不显眼的传感器放置在最有效的位置,并能够有效地管理和分配电源并提供高效的边缘计算。

美国作战人员很可能是最早享受完全集成的“智能”服装成果的人之一,这种服装将提高作战人员的健康和福利、生存能力,并提供有效的指挥和控制。

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注