IoT服裝面料：下一代穿戴式裝置

作者 : John Koon，EE Times Europe特約作者
2021-05-26

設計IoT面料並擴大其生產規模面臨巨大困難，但它的價值也顯而易見——將IoT的強大力量帶入我們的日常生活中。這種技術有著無限多種可能的應用，想像可能受限，但其潛能無限...

穿戴式電子產品如今已越來越流行了，如Apple Watch、Fitbit以及其他生命徵象監測儀。與此同時也出現了另一種創新產品，即內建電子元件和感測器的物聯網(IoT)服裝面料。這些面料可用於製作監測生命徵象的服裝。那麼，這種創新會帶來哪些機會與挑戰呢？

為什麼需要穿戴式裝置？

隨著IoT的爆炸性成長，穿戴式裝置的應用前景十分誘人，因而成為最新的IoT前瞻產品(圖1)。穿戴式裝置的優勢在於其便利性、易用性和即時的服務。但是，除了當前的既有應用，如果還想進一步拓展穿戴式裝置的其他應用，仍面臨著艱巨的設計與開發挑戰。

傳統的健康照護穿戴裝置：Apple、Fitbit

穿戴式IoT裝置主要包括四種類型：健康、娛樂、追蹤、在地化以及安全性。目前，蘋果(Apple)和Fitbit等公司提供了休閒娛樂型穿戴式裝置，可用於協助使用者監測自己的體重和運動量。醫療級穿戴式裝置能讓醫師遠端監測患者的健康狀況，這屬於第一類。實際上，穿戴式裝置可以實現更多的功能，例如為老年人提供緊急照護、監控嬰兒，或在臨床試驗期間協助收集資料。

新型穿戴式裝置較隱密且更舒適

新型穿戴式裝置將為使用者提供更多的選擇，不僅能像腕錶那樣戴著，還可以嵌入到戒指、手鐲、皮帶和眼鏡等其他配件中，對於那些不願展露其穿戴式裝置的使用者來說，這樣的穿戴方式更具隱藏性。

在服裝面料中嵌入感測器

嵌入IoT感測器最不易被察覺的方式是將它們嵌入襯衫、褲子、襪子或鞋子的面料中。能夠折疊拉伸的彈性服裝中可以嵌入收集資料的電子元件。當皮膚或汗液接觸到面料即可產生資料，其中可能包含穿戴者的心率、血壓、血糖值、血氧濃度、體溫和活動量等。例如，醫療技術新創公司Rhaeos最近開發了一種穿戴式裝置，用於對腦積水患者進行無創監測。此外，穿戴式裝置還可用於監測、追蹤和保護消費者家人。

嬰兒猝死症是很多新手父母的噩夢，它是一種比較罕見但十分嚴重的情況，尤其是原因仍然未知。大多數(即使不是全部)的父母都會半夜起床檢查新生兒的呼吸，這讓他們疲憊不堪且睡眠不足。相較於傳統的嬰兒監護儀，讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服，透過應用程式(APP)來追蹤嬰兒的呼吸，可以讓父母放心並得到更好的睡眠(圖2)。這種APP會在嬰兒出現呼吸異常或呼吸停止時提醒父母。總部位於美國紐約的新創公司Nanit已經為新生兒和疲憊不堪的父母開發了這種穿戴式面料。

IoT面料還可用於追蹤老人、醫院患者和兒童。面料中的GPS追蹤器可以發送警示，例如，當老人癡呆症患者迷路或青少年未在預期時間到達目的地時，就會發出警示。這種穿戴式裝置還可以用於高風險環境，例如建築工地或登山探險，在這些環境中掌握每個人的行蹤至關重要。

用IoT面料製成的服裝與人體接觸點很多，因此與其他類型的穿戴式裝置相較，也可以提供更多功能。例如，IoT襯衫不僅可以監測用戶的心律和活動量，還可以獲取血氧濃度和血糖值等資料。

有了這樣的產品，就可以對使用者進行更全面的監測，而且也可能更準確。

設計挑戰

開發新興產品無疑地令人興奮，但同時也充滿挑戰。除了靈活且易於使用的人機介面外，IoT面料還必須耐用、準確，而且能夠進行能量的自我補給。

耐用性：震動、碰撞、日常磨損且可機洗

用IoT面料製成的襯衫一旦穿在人們身上，那麼這件襯衫(或其他任何IoT服裝)將會跟這個人一起經歷每天的震動、碰撞和磨損。

因此，IoT面料必須很強韌，才能保持完好無損且功能正常，特別是它還可以用洗衣機清洗。通常，為了加強一個IoT裝置的耐用性，需要在其周圍添加保護材料，但是目前尚不清楚如何才能在日常使用中保護IoT面料，使其靈活性或穿戴性不受影響。

附圖：圖1：隨著IoTIoT的爆炸性成長，穿戴式裝置的應用前景誘人。
圖2：讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服，透過App監控嬰兒呼吸，可望讓父母安心入睡。

資料來源：https://www.eettaiwan.com/20210526nt51-iot-clothing-the-next-gen-of-wearables/

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【守時觀念從小做起】

你的第一支錶是什麼時候得到的呢？

記憶中，我的第一支錶約莫在十歲那年，父親送我的生日禮物，那是一支紅色的CASIO電子錶，花了父親1000大洋左右。對當時的我來說，這是有史以來收到最貴重的禮物，小時個性懶散的我對它卻格外珍惜，隔天興匆匆的帶著這只錶到學校，心想終於可以知道在椅子上坐多久就可以下課。後來，一次體育課要上「躲避球」，不擅此類活動的我趕緊將錶脫下，放置在卡吉色的制服口袋裡，免得當我被球打到的同時，這支心愛的禮物也得賠上。就是因為太在乎它，想要保護它而將它脫下，當天放學回家後，才驚覺手腕上的卡西歐居然不見了，摸摸上衣的口袋，竟是空然無一物，想必是躲避球類攻擊時，從因脫線個性而忘了扣上鈕扣的口袋，滑落到地上了。當爸爸陪著我再回到運動場上找，也遍尋無蹤了，父親倒是沒有任何責怪，他的教育方式一直都以「經驗理論」為著力點，倒是被生性節儉的母親，叨叨唸了一個晚上。

趁著孩子熟睡後的片刻，躺在床上聽著滴答滴答的節奏聲響，這個每天都圍繞在每個人身旁再熟悉不過的音律，它的音量一直都是那麼固定著，可是，人啊，有時卻聽不到如此微弱的聲音，有時卻抱怨著它滴答滴答的不曾停歇使人難以成眠。它是時間，是宇宙間永恆不變的事物之一，於是，我在想著，時間對於人的意義是什麼？

人類的世界裡仰賴著一致的時間軸，大家得以在一樣的時間裡聚在一起，上學、工作或者與朋友家人聚餐等等。意謂著，必須遵守時間約定，才能獲得人與人之間的情誼，知識或工作上的學習機會，進而取得互信。

我甚至在想，如果掌控地球的物種是猩猩，那麼，住在美國的猩猩要跟住在台灣的猩猩見面，一定也得用到手錶吧！除非…地球被外星人佔領了，隔著無邊際的海洋只需腦波傳送一下，就可以知道對岸的姊妹約定何時見面。

那麼，稍微確定的是，人之所以為人，之所以依照人類幾千年的習性苟且生存著，時間，功不可沒！

在陪伴孩子成長的這一年裡，安妮對於周遭事物的學習力比起過去，明顯多了更多的主動與自我意識。前幾天看到「請你跟我這樣過」節目中播出的主題「小孩讓爸媽抓狂的行為」，許多家長都無法忍受孩子「等一下」的要求，幫忙拿尿布…等一下，快穿好鞋子要出門囉…等一下，電視關掉要吃飯囉…等一下，八拉巴拉一堆五花八門的狀況，逼得一旁的媽媽硬是忍著心裡的怒火，最後的結果不是內傷(媽媽躲在廁所哭)就是爆炸(孩子…哭)收場。坦白說，這樣的情況在我們家也發生過，只不過，在放肆的長叫一聲後，自認為EQ還不錯的我就被自己這樣的反應給嚇一跳，怎麼…我變得如此沒有耐性呢？

除了是因為當下媽媽的心情原本就沒有調適得當，導致對於任何事情容易反應過度，我試著去理解孩子說出「等一下」的心理情境，對於一個三歲大的孩子來說，眼前的新玩具(也可能是新送來的巧虎書本或是什麼新的東西)還真是好玩啊！媽媽要她立刻收起玩興去做一件他沒有興趣的事情，或許，連大人都會對這樣的要求視而不見，在心裡盤算著優先順序吧！何況，是一個孩子呢？當下就立刻有一個醒悟，要跟什麼人溝通，得想像自己的年齡與心境與對方相同，才能理解他的心理，用他所能理解的方式達到共識。所以，下次要跟孩子溝通，真的得先把自己當作兒童才行。

第二，該歸咎於時間觀念尚未建立。當孩子說出「等一下」，爸媽應該立刻回應。

「等電視看到廣告，就要暫停一下喔！」
「等這一片拼圖找到，就要暫停一下喔！」
「等你書本看到下一個句點(或者說圓圈圈)，就要暫停一下喔！」

如此以事件堆疊出來的時間觀念，因為，孩子還搞不清楚一分鐘跟一個小時的差異。

關於這一方面，我是有實際經驗可以分享的，尤其是在不該給孩子看太久的iPad或電視上面。跟大多數的父母親一樣，一開始容易忽略iPad對孩子的荼毒能力竟是如此強大，當他們發現這些下載的遊戲這麼好玩，不稍一陣子就容易入迷，索性我還有一絲警覺心，立刻在腦中搜尋過去研讀教養書籍的字句。方法是這樣的：

在孩子要求看iPad或電視以前，請孩子先看看牆上的時鐘，告訴她「當指針走到6的時候，就是把iPad關起來的時候囉！」
當然，剛開始孩子會耍任性，甚至哭著不讓你拿走iPad，於是，我給她一次利益上的提醒，「你現在自己收起來，明天還可以看，現在如果不收起來，媽媽知道你不守信用，明天就不能看iPad囉！」

幾次過後，孩子已經可以做到我們之間的約定。
希望這樣簡單的作法可以提供給瀕臨抓狂邊緣的父母親一些參考。
☆2012/3/12發表於http://enzouhuang.pixnet.net/blog/post/18837772