莱斯大学乔治·r·布朗工程学院的工程师们正致力于将衣服变成电脑——而且是在没有电的情况下完成的。

该团队开发了一套基于纺织品的气动计算机，具有数字逻辑、机载内存和用户交互功能。“流体数字逻辑”的使用利用了空气如何通过一系列弯曲的通道来形成比特——计算机存储器中的1和0。

这个概念的中心是一个非门——计算机电路的一个基本组件，也被称为逆变器。这个逻辑门的输出是输入的倒数。在电子电路中，栅极是开或关的(1或0)，但气动栅极用“高”或“低”气压代替这些术语。

这个想法是让这种基于纺织品的逻辑门支持气动执行器，可能与莱斯团队开发的能量收集系统相结合，以帮助功能受限的人在没有电子辅助的情况下完成任务。这种设备可以消除佩戴者携带笨重电源的需要。

大规模生产

莱斯大学机械工程助理教授丹尼尔·普雷斯顿(Daniel Preston)说，该实验室的逻辑支持纺织品可以使用现有的织物制造工艺大规模生产，并且具有足够的弹性，可以承受日常使用。嵌入式大门既舒适又坚固，足以驾驶一辆卡车而不损坏它们。

普雷斯顿说:“使用流体构建数字逻辑电路的想法并不新鲜，事实上，在过去十年中，人们一直在朝着在弹性体等软材料中实现流体逻辑的方向发展。”“到目前为止，还没有人采取措施在基于薄片的材料中实现它，这一壮举需要从最初的原理重新设计整个方法。”

该实验室在帮助用户进行物理运动的设备上测试了它的逻辑，以及一个不需要电力来调节温度的按钮就能升高和降低引擎盖的系统。

普雷斯顿说:“我们认为有很多方法可以帮助人们进行日常活动。”“我们接下来要研究的领域之一是感知意图。一旦佩戴者开始行动，我们就可以为该行动的剩余部分提供帮助。

“例如，你可能开始抓住一个物体，如果系统感知到你的意图，它会帮助你握紧该物体的手，这样你就可以把它举起来。”

莱斯大学博士后Anoop Rajappan补充说:“我们认为逻辑元件在最基本的层面上，既包含继电器，也包含流体电阻。”“这相当于一个电子继电器或晶体管与电阻配对，这是典型的晶体管-电阻逻辑的基础。”

气动系统依赖于Preston描述为数学设计的扭结几何的概念，在压力可控阀门中实现，以切断空气流动的方式，就像弯曲的花园软管停止水一样。

每个阀门的大小约为1平方英寸(约1平方英寸)，由层压在纺织品中，已被证明足够坚固，可以处理2万次开关循环和100万次伸缩循环，以及一台标准家用洗衣机的20次循环。

额外的肢体

利用其基于纺织品的能量收集系统，该团队已经建造了一个额外的肢体，它可以抓住物体并移动，仅由压缩空气提供动力。

原型“手臂”是一块织物，在不使用时抱住身体，但在激活时向外延伸，表面上有弹性体衬里，以保持对光滑物体的抓地力。普雷斯顿说，未来的版本可能会有传感器，可以预测佩戴者的意图并完成动作。

除了可以在使用者手里拿满东西的时候夹住杯子或其他小物件的卷臂外，莱斯大学实验室还制造了一种衬衫，它的腋下装有一个波纹管状驱动器，可以膨胀，使穿着者能够拿起一个10磅重的物体。在人体模型上进行的测试表明，它可以在没有人体肌肉辅助的情况下做到这一点。

该系统需要两个组成部分——嵌入在步行鞋鞋底的纺织泵，用于收集气压，以及在需要时利用气压的气动执行器。这种泵充满了开孔聚氨酯泡沫，可以在每一次踩踏后恢复形状。

普雷斯顿说，一个设备的所有组件花费了实验室大约20美元。该产品组装简单，足够坚固，可以在洗衣机中清洗而不降低性能。

他说:“这种制造方法使用了服装行业已经采用的技术，比如切割纺织品薄片，然后用热和压力粘合它们。”’我们已经准备好考虑将我们的工作转化为产品。”

除了测试单元，该实验室还开发了数学模型，根据用户的体重和行走速度等参数来预测辅助设备的表现。

普雷斯顿补充说:“现在我们提供了动力，我们可以利用所有现有的驱动工作。”“这将包括帮助人们合手的手套、肘关节和肩关节的辅助设备，以及其他仍然依赖于通常坚硬而笨重的电源的设备，这些电源要么不舒服，要么需要连接到外部基础设施。”

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