本地科研人員近日研發出全球首個“超材料織物”，大大降低穿戴式傳感器的信號傳輸所需能源，甚至開啓無電池可穿戴技術的可能性。
隨著穿戴式傳感器越來越流行，由新加坡國立大學醫療健康創新與科技研究院、國大工程學院電機與電腦工程系何思遠助理教授所領導的10人研究團隊也在尋找更節能，也更安全的數據傳輸方式。他們在研究一年後，開發了這款超材料（metamaterial）。
目前，市面上的穿戴式傳感器大多數使用WiFi或藍牙等無線信號傳播信息。這些傳播模式屬于往外輻射的無線電波（radio waves），貼在身上的傳感器通過電波傳輸信號時，能源往往浪費在傳輸過程中。此外，這些傳播技術的覆蓋範圍過廣，存在著安全和隱私泄露的問題。比如，藍牙的傳播距離大約有10米左右，WiFi則可達數公裏。
何思遠的團隊就想到用塗有銅或其他金屬的導電布料，以激光技術切割成類似梳子的特殊形狀，貼在衣服上。這樣一來，導電體不會向外輻射電波，而是緊貼身體表面制造“滑動”的電波，將傳感器材間的通信能量集中在身體周圍，大幅度減少所需電量。
“這樣一來，器材間的數據傳輸所需的電力能減少1000倍，也就是說，用同樣的電量，數據傳輸率能提高1000倍。事實上，信號強到智能手機都能無線傳輸電力給傳感器，爲無電池操作可穿戴傳感器帶來可能性。”
由于接收器必須在身體10公分內讀取導電布料發出的信號，避免數據大面積“散播”，個人資料被盜取的機率也可降低，可說是一舉兩得。
雖然功能強大，“超材料織物”的成本卻非常低廉，每米制作費僅需10元，而且十分耐用，與一般紡織物無異，更不怕折疊、清洗、烘幹和熨燙。
已獲一年專利 正洽談面市
目前團隊已取得一年的短期專利，並正與一些制造商洽談産品面市計劃。何思遠計劃接下來在專業運動員和醫院病患身上進行測試，以檢驗該技術在運動和健康監測方面的實用價值。
他說：“傳統的監測方式須要在運動員或病患身上連接各種傳感器和線路。有了超材料織物，就可省去這些難纏的電線，能帶來許多便利。”該技術的潛在應用十分廣泛，例如可在不影響病人自由活動的情況下監測其生命體征，或讓運動員通過揮手就能調節耳機聲量。
這項研究上個月刊登在國際知名科學期刊《自然》屬下的《自然·電子學》（Nature Electronics）。