Что такое умная одежда

Что такое умная одежда

Умная одежда — это разновидность одежды со встроенными электронными элементами, а именно микрокомпьютерами и сенсорами. Она носится как повседневная одежда, создавая для пользователя дополнительную ценность за счет инновационных технологий.

У термина «умная одежда» множество синонимичных выражений, например, такие как эти:

• умное изделие (smart garment);
• одежда из «умной ткани» (smart clothing);
• электронная ткань (e-textiles, electronic textiles);
• умная ткань (smart textiles, smart fabrics);
• интеллектуальная ткань (smart textile);
• ткань с элементами искусственного интеллекта (smart textile).

Классификация умных изделий

На самом деле не существует общепринятой классификации умной одежды. Она обычно подразделяется на 3 типа согласно функциональности.

Первое поколение. Пассивная умная ткань

Пассивные умные изделия способны лишь получать данные об условиях или стимулах окружающей среды. Такой тип умной одежды содержит только сенсоры. Примерами являются защитная одежда для ультрафиолетовых лучей, одежда, обработанная плазмой, ткань с оптическими сенсорами и др.

Rusbase создает карту технологий в сфере моды и дизайна. Знаешь такие проекты? Заполняй простую форму по ссылке!

Второе поколение. Активная умная ткань

Второе поколение умной одежды содержит и сенсоры, и небольшие механические части (actuators). Активная электронная ткань может запоминать форму, регулировать температуру, защищать от влаги, поглощать пар, нагревать ткань и сохранять это тепло. Такая разновидность одежды «умная» в прямом смысле этого слова.

Третье поколение. Ультраинтеллектуальная (ультраумная ткань)

Ультраумные изделия намного более прогрессивные. Они могут не только воспринимать разрозненные типы данных, но и делать прогнозы, а также анализировать условия внешней среды и подстраиваться под них без предварительной настройки. Работа такого типа умной одежды напоминает работу мозга благодаря встроенному микрокомпьютеру. Примерами такого типа одежды являются космические скафандры, спортивные куртки, музыкальные куртки, носимые компьютеры и так далее.

Согласно данным отчетов Cientifica Research, существуют 3 поколения одежды из «умной ткани»:

• первое поколение характеризуется тем, что прикрепляется к одежде;
• второе поколение имеет встроенные сенсоры;
• изделия третьего поколения сами представляют собой набор датчиков.

Как правило, умная одежда также подразделяется на 2 типа:

• умная одежда с классическими сенсорами, которые крепятся к изделию;
• умная одежда с электроникой, встроенной в ткань.

Одним из главных требований, предъявляемых к умной одежде является возможность стирать ее. Фактически, чтобы помыть первый тип умных изделий требуется снять всю электронику. Более инновационная умная одежда может быть постирана целиком.

Рынок умной ткани значительно шагнул вперед за последнее время. Появилось множество всевозможных изделий. Сейчас можно приобрести даже интеллектуальный шарф или умные стельки. Впрочем, умная одежда развивается вслед за разнообразием обычных изделий гардероба.

Теперь о рынке умной одежды

В 2016 году сегмент умной одежды составлял около 1% рынка носимых устройств. Всего было отгружено 1,3 миллиона устройств. По прогнозу IDC Mobile Device Trackers, этот сегмент продемонстрирует рост в 9,4% к 2021 году.

Согласно прогнозным данным IDC Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker в 2021 году будет отгружено 22,3 млн изделий умной одежды. Исследователи рынка умной одежды из Tractica предсказывают, что это число достигнет 26,9 млн единиц в 2022, а совокупный среднегодовой темп роста составит приблизительно 76,6% с 2016 по 2021 гг. Это самый высокий прогнозируемый рост сегмента на всем рынке носимых устройств.

Для таких ожиданий есть свои основания. Основной тенденцией развития смарт-одежды является конкуренция с фитнес-трекерами. Умная одежда имеет некоторые преимущества по сравнению с браслетами для занятий спортом.

Одежда из «умной ткани» может измерять такие показатели, как активность мышц, скорость и длина шага, время соприкосновения с землей и другие. Некоторые предметы одежды позволяют собирать более точные данные, чем фитнес-трекеры.

В то же время производители интеллектуальной одежды как в модной сфере, так и в области фитнеса, начали сотрудничать с инновационными технологическими компаниями. Это еще одна причина ожидать бума умной одежды. Такое партнерство позволит умной одежде быть более комфортной, стильной, функциональной и производительной.

Еще одной перспективной областью применения умной одежды является корпоративная униформа. Она распространена в таких сферах, как медицина, общественная безопасность, транспорт, гостиничный бизнес и образование. Здесь умная одежда используется для общения между конкретным специалистом и командой для повышения качества оказываемых услуг.

Таким образом, рынок умной одежды является двусторонним, где потребители, которые накапливают и обрабатывают данные, находятся в центре внимания. Следовательно, транснациональные компании готовы платить за предоставление больших данных, гарантирующие снижение цен на одежду до тех пор, пока спрос не уравновесит предложение.

Какой бывает умная одежда?

Мировой рынок умной одежды можно разделить в зависимости от областей ее использования изделий. Таких сфер — множество, включая медицину и здравоохранение, домашнее хозяйство и стиль жизни, спорт и фитнес, велнесс, промышленность, военная сфера и безопасность, модная индустрия.

По прогнозу Research and Markets, самый высокий годовой темп роста ожидается в секторе домашнего хозяйства и стиля жизни, примерно на 70% с 2016 года по 2026 год. Но его рыночная доля останется относительно небольшой.

На это время промышленный и военный сектора занимают наибольшие доли на рынке умной одежды. Тем не менее их прогнозируемый совокупный среднегодовой темп роста не самый высокий, около 36% с 2016 по 2026. К слову, именно военная сфера дала толчок появлению и развитию рынка интеллектуальной ткани. Умная одежда тогда рассматривалась как средство увеличения эффективности военных.

В частности, электронный текстиль способен помогать предотвращать травмы, выявлять раны и контролировать здоровье и уровень стресса у солдат.

Как указано в исследовании Research and Markets, спорт и фитнес, а также медицина займут доминирующие позиции на рынке электронной ткани к 2026 году, а их совокупный среднегодовой темп роста прогнозируется на уровне чуть более 30%.

1. Проводящая паста

Рынок интеллектуальной ткани стремительно меняется в силу совершенствования материалов. Становится все меньше компаний, которые используют исключительно текстиль. Их доля снизилась с 48% в 2015 году до 35% в 2016, как указано в исследовании IDTechEx.

Также в отчете говорится, что количество поставщиков и производителей, применяющих только проводящие чернила (проводящую пасту), напротив, увеличилось на 13% (с 9% в 2015 до 24% в 2016). Резко возросла доля тех компаний, которые используют как одни проводящие чернила, так и их в сочетании с другими материалами. В 2015 году такие компании занимали 27%, а в 2016 — уже 61%.

Несколько лет назад ны рынке было всего несколько поставщиков эластичных проводящих чернил на рынке умной одежды, таких как DuPont и Nagase. Сейчас же проводящая паста становится все более распространенной. Она все еще конкурирует с менее дорогими технологиями, например, проводящими нитями. Таким образом, умная одежда на основе проводящих чернил имеет большой потенциал роста.

Всего за год полимеры выделились в отдельный сегмент рынка электронного текстиля. Таким образом, рыночная динамика говорит о тенденции к возрастающему разнообразию типов материалов.

Одним из основных моментов при создании умной одежды является установление связи между тканью и электроникой, включающей обработку данных и источник питания. Как правило, такие устройства называются компонентами.

Как сообщается в отчете IDTechEx по электронному текстилю, основные компоненты умной одежды — сенсоры. Их функция заключается в сборе данных. На втором месте по частоте использования находятся элементы соединения.

2. Эластичная электроника

Еще один бросающийся в глаза тренд на рынке электронных текстильных изделий — использование эластичной электроники. Это технология основана на размещении эластичных электронных устройств на растяжимые подложки или их непосредственном встраивании в эластичную ткань.

Эластичная электроника обладает следующими преимуществами:

• применима в сферах, где требуется деформация ткани вследствие того, что пользователь много двигается или двигается определенным образом;
• подходит для изделий, выпускаемых в одном размере;
• повышает надежность умной одежды, подверженной деформациям.

По данным IDTechEx, сектор эластичной электроники на рынке умной одежды будет оцениваться в 600 млн долларов США к 2027 году. Если учитывать прогноз агентства, что к 2027 году общий объем рынка электронных текстильных изделий достигнет 5 млрд долларов США, то доля эластичная электроники составит 12%.

Ожидается, что умная одежда с проводящими чернилами и полимерами станет более популярной и создаст конкуренцию другим компонентам, что приведет к снижению средних цен.

А знают ли люди про «умную ткань»?

Как показывают исследования, умная одежда пока что не пользуется большой популярностью. В основном это связано с недостатком общественной осведомленности по сравнению с другими носимыми изделиями. Только 20% опрашиваемых сказали, что они слышали об умной одежде.

Таким образом, рынок электронной ткани потенциально имеет большую емкость, особенно учитывая прогнозируемый 77%-й ежегодный рост до 2021 года.

Востребованные свойства умной одежды

Есть много возможностей, которые предоставляет умная одежда. Согласно исследованию The NPD Group, более половины респондентов, осведомленных об умной ткани, знают о ее возможных свойствах: устойчивости к загрязнению и водонепроницаемости. Именно эти качества интеллектуального текстиля пользуются наибольшим спросом.

Способность материала отводить/впитывать влагу, эластичность, УФ-защита знакомы примерно 40% потенциальных потребителей. И только около 30% людей нуждаются в них.

Такие функции, как быстрое высыхание и контроль запаха, известны 36% и 30% покупателям соответственно. Удивительно, что нагревательные свойства умной одежды известны только 25% респондентов, а охлаждение — 12% покупателей. При этом интерес к ним выше уровня осведомленности и составляет 33% и 22% соответственно.

Свойства умной одежды	Осведомленность	Заинтересованность
Устойчивость к загрязнению	57%	42%
Водонепроницаемость	56%	33%
Эластичность	43%	31%
Способность выводить/впитывать влагу	41%	28%
УФ-защита	41%	24%
Быстрое высыхание	36%	30%
Контроль запаха	30%	24%
Охлаждение	25%	33%
Подогрев	12%	22%
Данные: The NPD Group, Inc.

Маршал Коэн, главный аналитик отрасли из NPD Group, утверждает: «Умная ткань — важная и инновационная разработка для индустрии моды, но потребители не знают о ней в достаточной степени, чтобы начать по-настоящему интересоваться изделиями и думать о покупке».

Вызовы для рынка умной одежды

Поскольку рынок является двухсторонним, существует две группы барьеров для широкого распространения умной одежды.

• С одной стороны, компании выпускают продукты, которые предоставляют пользователю личные данные.
• С другой стороны, собираются и анализируются большие данные, которые представляют собой коммерческую ценность. Поэтому факторы, замедляющие рост рынка умной ткани, существуют как на стороне компаний, так и на стороне потребителей.

Начнем с более простой части — потребителей.

1. Низкий уровень осведомленности об умной одежде

Как уже говорилось выше, умная одежда имеет невысокий уровень узнаваемости по сравнению с другими носимыми умными устройствами. Только 20% респондентов сказали, что слышали об умной ткани. Тем не менее согласно прогнозам популярность умной одежды будет расти.

Уверенность в этом подкрепляет и прогноз исследования IDC Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker. По его данным, совокупный среднегодовой темп роста рынка умной одежды составит приблизительно 77% с 2016 по 2021 гг.

2. Потребительские беспокойства

Многочисленные исследования подтверждают, что потенциальные потребители с осторожностью относятся к возможной будущей покупке. На это есть несколько причин. Вот основные из них.

• Цена

Исследование Lightspeed GMI свидетельствует о том, что умная одежда слишком дорогая. Около 15% их респондентов готовы приобрести ее, если цены снизятся.

• Непригодность

Nielsen, глобальная компания-измеритель, предоставляющая данные и маркетинговую информацию, провела опрос, по информации которого около 50% потенциальных потребителей не уверены в том, что будут пользоваться умной одеждой на регулярной основе. Принимая во внимание опыт использования других умных носимых изделий, можно предположить, что умная ткань не отличается от умных часов или умных наручных браслетов.

Согласно Gartner, процент отказов от умных часов спустя какое-то время составляет 29%. Для фитнес-трекеров такой показатель достигает 30%. Такие высокие показатели связаны с тем, что устройства скоро надоедают владельцу или ломаются. Бесполезность также может быть связана с отсутствием ценности, которую должны нести умные изделия.

• Недостаток ценности / полезности

В соответствии с Nielsen’s Connected Life Report, более 80% респондентов поставили функциональность на первое место как фактор, влияющий на совершение покупки. Чуть менее 80% опрошенных оценили комфорт как важное качество, оцениваемое в момент приобретения.

• Прочность / надежность

Длительный период использования — важный фактор при покупке умной одежды, поскольку она оснащен электроникой, которая должна быть долговечной, а ткань должна быть эластичной на протяжении долгого времени. Еще одним требованием к умной одежде является способность стирать ее, не снимая при этом датчиков.

• Возможная угроза личной безопасности

Безопасность данных, которые предоставляет умная одежда, остается актуальной. Медицина, военная сфера и спорт — это основные области, в которых используется умная ткань. Здесь данные играют решающую роль не только для одной стороны, например, врача, военного руководитель, спортивной команды или тренера, а также для производителя умной одежды.

В электронную ткань встроены датчики. Умная одежда может отслеживать некоторые личные для пользователя показатели, такие как физическая активность, уровень глюкозы в крови, привычки сна. Эти показатели в некоторых странах не защищены Законом об унификации и подотчетности медицинского страхования. Это означает, что такие данные могут быть переданы третьим лицам.

• Недостаточно стильные изделия

Согласно исследованию Nielsen’s Connected Life Report, около 53% конечных потребителей считают, что умная одежда недостаточно стильная. Некоторые изделия все еще остаются громоздкими и выглядят больше технологично, чем модно.

Перейдем к другой части вызовов, характерных для рынка умной одежды, но не связанных напрямую с потребителями. По большей части они связаны с медленным внедрением / распространением больших данных.

3. Технические вызовы

• Большой объем данных

Объем данных растет почти в геометрической прогрессии в связи с появлением большого количества приложений, чувствительных элементов и интернета вещей.

• Сложность анализа данных

Чтобы преобразовать данные в информацию, необходимо использовать методологии и системы, которые могут обеспечить целостность, точность и достоверность информации. Эти характеристики особенно важны для сферы безопасности и здравоохранения.

• Разнообразие данных

Иногда некоторые данные даже трудно классифицировать. Первая причина — многочисленные типы датчиков, которые собирают разные виды данных. Другая — неравномерность данных. Они могут быть получены через различные интервалы времени или с помехами. В целом выводимая информация может быть ненадежной.

В результате неоднородные данные нуждаются в дополнительных инструментах и времени для разделения или интеграции, сравнения и обучения.

• Скорость обработки данных

Данные генерируются с огромной скоростью. Для их адекватной обработки необходимы соответствующие инструменты для анализа в режиме реального времени.

• Отсутствие универсальных стандартов

В отрасли big data большинство компаний используют проприетарные форматы данных. Отсутствие унифицированного открытого стандарта затрудняет передачу и анализ наборов данных. Задача состоит в том, чтобы выбрать единый открытый формат для получения данных и осуществления их первичного анализа.

• Сложность обеспечения защиты больших данных

Достаточно трудно обеспечить безопасность не только сырых данных, но и обработанной информации. Постепенно умная одежда, а также другие носимые умные вещи становятся целью брокеров данных. Это коммерческие компании, основной деятельностью которых является сбор, агрегация и продажа пулов данных, как правило, персональных.

• Необходимость продлить срок службы батареи

Чем дольше срок службы батареи, тем больше статистических данных умная одежда может агрегировать. В то же время энергия необходима и для передачи данных. Поэтому производителю необходимо найти баланс между экономией заряда аккумулятора и передачей данных.

Одним из возможных решений является фильтрация данных и передача только необходимых из них, но в таком случае некоторые данные теряются.

Какой должна быть умная одежда в итоге?

1. Невидимые сенсоры

Датчики должны быть миниатюрными, чтобы не перегружать дизайн одежды. Клиенты хотят носить модные легкие изделия, которые подтверждают высокий статус владельца. Потенциальный пользователь боится выглядеть роботом.

Уже сейчас возможно встраивание в умную ткань довольно миниатюрных сенсоров. Правда, это приведет к повышению цен на конечный продукт. Несмотря на все еще повышенные цены на умную одежду, это лучше, чем если ее никто не покупает.

В любом случае изготовителю придется балансировать между конкурентоспособной ценой и качеством датчиков.

2. Эффективность — одно из главных свойств

Надежность, долговечность, стойкость к мытью, длительный срок службы батареи — это основные параметры, которые клиент рассматривает перед покупкой.

Странно для такого высокотехнологичного рынка, но тем не менее большинство владельцев умной одежды и носимых умных вещей жалуются именно на эти характеристики. Только сейчас цикл использования продукта слишком короткий. Умная ткань выходит из строя, выходит из моды или просто надоедает владельцу.

Производитель должен заглядывать вперед и предвосхищать потребности клиентов, и, главное, помнить, что в конечном счете именно эффективность является главным фактором, влияющим на решение о покупке.

3. Точность

Как правило, умная одежда позволяет собрать довольно точные данные, так как она достаточно плотно прилегает к телу. Вместе с этим, количество датчиков и считываемых данных постоянно увеличивается. Точность по-прежнему остается краеугольным камнем среди параметров умной одежды.

4. Разрешенный доступ к данным

Понятно, что данные, считываемые с помощью умной одежды, собираются в базу данных и анализируются. Фактически умная одежда становится новым источником больших данных. Нет сомнений, что данные сами по себе представляют большую коммерческую ценность.

Более того, умная одежда, как и другие носимые умные устройства, становится рекламным механизмом. По этим двум причинам желательно спрашивать владельцев разрешения на использование информации или показ рекламы.

5. Мультисенсорность

Единственного датчика для одежды уже недостаточно. Мультисенсорная одежда способна анализировать данные разрозненных типов и связывать их друг с другом. Особенно это важно в медицинской области, когда на основе текущих данных состояния здоровья можно прогнозировать самочувствие владельца в будущем.

• Грудной датчик считывает электрокардиограмму (ЭКГ) для контроля активности сердечного ритма.
• Электромиографические сенсоры, которые повторяют контуры тела, подробно считывают мышечную активность в реальном времени.
• Владелец умной одежды видит, какие мышцы работают перманентно и интенсивно, а какие из них — по инерции.
• Электромиография позволяет следить за частотой сердечных сокращений и дыханием.
• Термопары контролируют температуру в течение дня и отправляют предупреждения, когда пришло время нанести еще немного солнцезащитного крема или уйти в тень.
• Датчик GPS позволяет отслеживать движения, записывать их, транслировать в прямом эфире или делать и то, и другое одновременно.

6. Интеллектуальность

Умная одежда агрегирует огромные массивы данных. Но закон возрастающих потребностей скоро докажет, что и этого мало конечному потребителю. Как насчет того, что одежда будет обучать своего обладателя танцам или игре в гольф? Технология захвата движений уже сейчас делает это возможным.

Система захвата движений записывает каждое движение и воспроизводит его в 3D. При этом, формируется цифровой образ пользователя, обеспечивая дополнительную степень персонализации.

Передача данных с одежды в режиме реального времени в процессе тренировки позволяет спортсменам и тренерам следить за состоянием тренирующегося и уровнем подготовки. Такая технология подходит и для любителей, когда можно получить обратную связь и совершенствоваться быстрее.

7. Интеграция с интернетом всего

Еще одним необходимым атрибутом конкурентоспособной умной одежды является управление средой. Умная одежда через датчики, на которые записаны персональные данные, может открыть дверь, когда вы несете тяжелую мебель из магазина. Когда ваша температура тела растет, умная одежда с датчиком температуры, связываясь с кондиционером, снижает температуру воздуха в помещении.

Очевидно, что рынок умной одежды находится лишь в начале своего развития, но скорость и новые направления определяются уже сейчас. Крупные технологичные компании вроде Samsung, Google, Levi’s, Ralph Lauren и Adidas постепенно стали определять тренды этой индустрии. Такие продукты, как PoloTech Shirt, Body Compass, Hot Pants, Project Jacquard — лишь зарождение революции, которая ждет нас на рынке носимых устройств.

За помощь в подготовке материала благодарим «Ассоциацию дополненной и виртуальной реальности».

Что такое технология умной одежды и как она работает

Современные технологии производства тканей включают в себя интеллектуальную трансформацию одежды для получения определенного результата. С помощью технологии можно изменить дизайн одежды, чтобы она могла менять цвет, блокировать солнечный свет, собирать медицинские показания, излучать вибрации или даже отображать пользовательские сообщения.Вот некоторые из самых удивительных достижений в области технологии «умных» тканей.

Ткани будущего MIT. Массачусетский технологический институт

Кольчужная ткань для умных экзоскелетов

реклама

Кольчуги или кольчужные рубашки использовались в средние века, но они, конечно, вышли из моды, верно?

Ошибаетесь. Они лишь трансформировались в нечто иное. В 2021 году инженеры из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Наньянского технологического университета (NTU) в Сингапуре создали материал, похожий на кольчугу, который может менять своё состояние, становясь более прочным и выдерживая при этом нагрузку, в 50 раз превышающую его собственный вес.

Чтобы создать ткань, команда послойно соединила полые пластиковые или напечатанные на 3D-принтере алюминиевые элементы, которые сцеплялись между собой, позволяя им менять форму, но сохранять свою жесткость. По такому же принципу пакет с запечатанным в вакууме рисом становится жестким, так как у зерен нет места для движения. В таком состоянии ткань может выдерживать до одного килограмма веса, что больше, чем любая другая «умная» ткань, разработанная на сегодняшний день.

реклама

Сингапурские ученые из NTU разработали ткань, которая может становиться жесткой по требованию

«Гранулированные материалы — яркий пример комплексных систем, где простые взаимодействия на уровне зерен могут привести к сложному структурному поведению. В случае с кольчугой способность переносить растяжение благодаря гранулам является решающим фактором. Это то же самое, как струна, которая выдерживает сжатие. Возможность моделировать такое сложное поведение открывает возможности для моделирования уникальных конструкций и их характеристик», — сказал Хосе Андраде, профессор кафедры гражданского и механического строительства, специализирующийся на моделировании гранулированных материалов.

Среди потенциальных областей применения этой ткани — защитная броня, адаптивные протезы, которые меняют жесткость по мере выздоровления пациента, мосты, которые можно сворачивать, а затем устанавливать на место, и экзоскелеты, которые позволят людям с нарушениями подвижности нормально ходить.

Самоочищающаяся одежда

В 2016 году ученые из Мельбурнского королевского технологического института в Австралии разработали самоочищающуюся ткань путем «выращивания» наноструктур меди и серебра на хлопковых волокнах ткани

реклама

Процесс формирования металлических наноструктур на ткани заключался в обработке хлопковой ткани кислотным раствором хлорида олова, с последующим погружением ткани в раствор соли палладия, в результате чего на волокнах формировались палладиевые нити. И наконец, с помощью растворов содержащих ионы меди и серебра удалось вырастить фотоактивные металлические наноструктуры.

Самоочищающийся текстиль: Усовершенствованный с помощью нанотехнологий текстиль
очищает себя с помощью света.

Атомы металла в этих наноструктурах возбуждаются светом. Под воздействием света материал способен расщеплять органические вещества, очищаясь от пятен и грязи менее чем за шесть минут. Изобретение может оказаться полезным в таких отраслях промышленности как агрохимия и фармацевтика, но предстоит еще много работы по оптимизации метода. В частности необходимо предотвратить попадание частиц металла в сточные воды, (например в процессе стирки), что может привести к экологическим проблемам. Наночастицы серебра используемые для предотвращения запахов, убивают бактерии, но при определенных условиях они могут превратиться токсичные соединения.

Ткани, которые охлаждают

Использование кондиционеров и электрических вентиляторов для охлаждения составляет почти 20% от общего потребления электроэнергии в зданиях. А что если бы люди могли вообще не обогреваться?

реклама

В 2020 году группа исследователей из Стэнфордского университета (США) и Нанкинского университета (Китай) модифицировала шелковую ткань. Поскольку шелк отражает большую часть солнечного света, попадающего на него, он остается прохладным. Но ученые решили увеличить коэффициент отражения солнечного света и довели его до 95%. Таким образом, им удалось сделать шёлк на 3,5°C холоднее, чем окружающий воздух при солнечном свете.

Ученые добились этого, добавив в волокна шелка наночастицы оксида алюминия. Такие частицы отражают солнечный свет в ультрафиолетовом диапазоне. В результате испытаний новой ткани температура поверхности кожи осталась на 12,5°C ниже, чем при использовании одежды из обычного хлопка.

Источник: Манчестерский университет.

На первом этапе тестирования ученые использовали имитацию кожи, сделанную из силикона, покрыв её искусственным шёлком. Под воздействием прямых солнечных лучей температура имитации оставалась на 8°C ниже, чем при использовании натурального шёлка.

Затем они сшили из искусственного шелка рубашку с длинными рукавами и испытали её на добровольце при температуре 37°C. Проанализировав инфракрасные снимки, исследователи обнаружили, что модифицированный шелк нагревается не так сильно, как натуральный или хлопковый текстиль.

Более чем за год до этого группа исследователей из Национального института графена при Манчестерском университете разработала новый «умный» текстиль для теплоадаптивной одежды, используя инфракрасную излучательную способность (способность излучать энергию) графена.

«Возможность управлять тепловым излучением является ключевой задачей для ряда важнейших областей применения, например, таких как контроль температуры тела в условиях жаркого климата. Термоодеяла являются типичным примером такого применения. Однако сохранение этих функций по мере нагревания или охлаждения окружающей среды является нерешенной задачей», — сказал тогда руководитель исследования, профессор Коскун Кочабас.

Одежда для сбора энергии

В 2016 году исследователи из Технологического института Джорджии в Атланте создали ткань, которая может получать энергию, как от солнечного света, так и от движения человека.

Для ее изготовления команда переплела между собой нити шерсти, солнечные элементы из легких полимеров и трибоэлектрические наногенераторы на основе волокон, которые генерируют небольшое количество электроэнергии от механических воздействий, таких как вращение, скольжение или вибрация.

Источник: DrB Technology Spotlight

Ткань толщиной 320 микрометров обладает высокой гибкостью, воздухопроницаемостью и легкостью. Команда предполагает, что однажды ее можно будет интегрировать в палатки, шторы или даже одежду, а когда-нибудь эта технология поможет нам заряжать свои телефоны прямо по дороге на работу.

«Задача состояла в том, чтобы собрать энергию из окружающей среды и привести в действие легкую и тонкую электронику», — сказал Чжун Линь Ванг, один из нанотехнологов, автор исследования. «И это исследование в последнее время привлекло широкое внимание, потому что в наши дни гибкая и носимая электроника, стала очень популярной и востребованной. Но каждая из них нуждается в источнике питания».

Программируемые волокна

В июне 2021 года инженеры из Массачусетского технологического института разработали «программируемые волокна», которые позволят хранить данные в одежде.

Волокна состоят из кремниевых чипов, электрически соединенных друг с другом. Таким образом, они имеют определенную емкость для хранения файлов, способную проработать до двух месяцев без дополнительного питания.

Источник: MIT

По словам старшего специалиста Йола Финка, эти цифровые волокна могут также служить в качестве датчиков для контроля физических показателей и, возможно в будущем для обнаружения заболеваний, особенно если в них будет встроена нейронная сеть. Нейронная сеть может помочь предсказать активность пользователя и особенности его тела и в конечном итоге позволит обнаружить проблемы со здоровьем на ранней стадии.

Одежда для биометрического мониторинга

Фитнес-часы — не единственные носимые устройства, которые могут отслеживать вашу активность, сердечный ритм, привычки сна и так далее. Существует также спортивная одежда, рабочая одежда, одежда для сна и даже нижнее белье, которые выполняют те же функции с помощью датчиков.

Источник: MIT

Созданное компанией Myant, нижнее белье способно измерять уровень стресса, время пребывания в неподвижном состоянии, овуляцию, усталость водителя и многие другие параметры организма человека.

В 2020 году исследователи MIT также создали моющийся датчик, который отслеживает, жизненные показатели владельца и в перспективе может стать следующей важной вехой в области дистанционного здравоохранения.

Тем временем, исследовательский центр Empa в Швейцарии интегрировал оптические волокна в «умный» текстиль для контроля кровоснабжения кожи, чтобы избежать возникновения пролежней у неподвижных пациентов.

Источник: Ohmatex

В свою очередь, датская компания Edema ApS создала стираемые чулки, модифицированные для обнаружения изменений объема ног, что особенно полезно для пациентов, страдающих от скопления жидкости или больных тромбофлебитом.

Куртка на зарядке. Что такое «умная» одежда и как она изменит нашу жизнь

Эксперты из индустрии мод прогнозируют, что трендом ближайшего времени станет « умная» одежда. Популярные бренды уже готовят линейки вещей, которые смогут подключаться к интернету и взаимодействовать со своими владельцами, как нательные гаджеты.

Э лектронные куртка и кроссовки Марти Макфлая, тактильный костюм Уэйда Уоттса, экзоскелет Тони Старка, — все эти вещи наделили героев фантастических фильмов практически сверхъестественными возможностями.

И хоть сценаристы культовой трилогии « Назад в будущее» прогнозировали появление « умной» одежды еще в 2016-м, — сегодня мы только начинаем движение в сторону новой моды, которая позволит объединить технологии со стилем.

Различные нательные гаджеты, которые могут следить за состоянием нашего здоровья, уже перестали быть чем-то необычным, и смарт-часами кардиолога сегодня не удивить.

Но что если похожие электронные устройства начнут вшивать в наши куртки, кофты, футболки и штаны, с помощью чего мы сможем контролировать температуру своего тела и даже обмениваться информацией с другими людьми?

Звучит футуристично, но такие наработки уже есть у ключевых брендов-законодателей мод, включая Louis Vuitton, Ralph Lauren, Chanel

Эксперты индустрии предполагают, что в ближайшее время тренд на умную одежду только усилится, и в скором будущем мы сможем увидеть, к примеру, худи с искусственным интеллектом, который следит за всеми показателями организма.

Учитывая перспективы нового поколения мобильного покрытия 5G, технологий дополненной реальности и продвинутых полупроводниковых систем, — появление вещей-гаджетов уже совсем не за горами.

Кто сегодня разрабатывает умную одежду, и как она изменит жизнь людей — давайте разбираться вместе.

Что такое «умная» одежда и почему мы до сих пор ее не носим

Этот материал ребята из команды Трендов обсудили в выпуске подкаста «Летучка». Послушать можно на любой удобной платформе: в плеере выше, в Apple Podcasts, CastBox, «Яндекс.Музыке», Google Podcasts и везде, где есть подкасты.

«Электрические девушки»: предшественники «умной» одежды

В 1884 году в Лондоне показали балет, артистки которого использовали в своих костюмах электрические лампочки — в то время они только приобретали популярность и почти заменили газовое освещение. После этого выступления журналисты The New York Times выпустили сатирический материал «Электрические девушки»: там редакция будто бы рекламировала компанию Electric Girl Lightening, в которой можно было арендовать живой светильник (в виде дамы с гирляндами) на любой вкус.

Позже, в 1910 году, развитие «электронной» одежды продолжилось: американский инженер Артур Кэррон запатентовал технологию перчаток с подогревом. Они работали по принципу омического нагрева — электрический ток проходил через проводящие волокна, сопротивление в которых приводило к эффекту нагрева. А в 1968 году в нью-йоркском Музее Современного искусства состоялась выставка Body Covering, где дизайнеры представили светящиеся в темноте платья и ремни со встроенным сигналом сирены

Все с собой: как персональный компьютер повлиял на дизайн одежды

В 1980-х годах, когда персональные компьютеры, созданные Apple Computer Company, вышли в массовое производство, разработчики задумались о создании «умной» одежды. Так, в 1986 году Puma выпустила первые кроссовки с электронным оборудованием и программным обеспечением — Puma RS-Computer (RS — Running System, «беговая система»). В кроссовках был небольшой вычислительный блок, который, подключаясь к персональному компьютеру, вроде Apple II или Commodore 64, передавал данные о забеге — пользователь мог увидеть количество пройденных километров и сожженных калорий. Несколько лет назад компания перевыпустила Puma RS-Computer ограниченным тиражом.

Со временем доступных для массового потребителя электронных устройств становилось все больше, и представители компании Philips и Levi Strauss почитали, что нужно создать одежду, которая могла бы вместить все персональные устройства. В 2000 году в продаже появилась куртка, надев которую, можно было отказаться от MP3-плеера, сотового телефона и гарнитуры — все это было в куртке Philips и Levi’s. Чтобы позвонить, достаточно было поднять воротник, чтобы включить музыку — дотронуться до кармана, а отрегулировать громкость звука — с помощью нескольких кнопок на рукаве. Из-за высокой цены куртки сняли с продаж уже через год.

На пути развития «умной» одежды было несколько преград. Во-первых, разработчикам нужно было продумать размер подключаемых устройств и подзарядку аккумуляторов. Во-вторых, проверить их стойкость к воде: одежда и электроника в ней должны были справлять со стиркой и влагой. Немаловажную роль играл и дизайн.

Одежда с чипами и датчиками: как костюмы взаимодействуют с гаджетами

Современные технологии дают гораздо больше возможностей для создания «умной» одежды, однако она все еще медленно и неуверенно появляется на рынке.

В 2013 году Adidas совместно с Google выпустили говорящие кроссовки, которые ругали своего владельца за лень, хвалили во время тренировок и даже раздавали советы. А в 2016 году Samsung создал Smart Suit — костюм со встроенным NFC-чипом, способным разблокировать телефон или поделиться электронной визиткой.

Levi’s тоже решила повторить опыт создания «умной» одежды, объединившись с Google. Компании разработали чип на базе технологии Jacquard, который вшивают в одежду (джинсовые куртки, кроссовки, рюкзаки). Устройство считывает жесты владельца и передает команды на подключенный смартфон. С помощью такого чипа можно управлять музыкой, навигатором или звонками.

Разработчики Xiaomi не остались в стороне и придумали футболку со съемным датчиком ЭКГ. Благодаря сенсорным волокнам COTECH и интеллектуальному чипу, установленному в районе груди, он считывает состояние пользователя и вибрацией оповещает его о повышении пульса, работе сердечно-сосудистой системы. Все данные устройство передает в специальное приложение на мобильном телефоне.

Еще один пример — спортивная одежда компании Athos. За счет разветвленной сетки сенсоров и технологии электромиографии костюмы помогают спортсменам контролировать загруженность мышц, позволяя регулировать интенсивность тренировок и делать их эффективнее. А экзоперчатки, разработанные израильским стартапом Yehonatan Medical, благодаря искусственным мышцам с электроактивными полимерами усиливают хват: сенсор контролирует мышечную активность и посылает электрические разряды в полимеры. Под воздействием электричества они изгибаются, усиливая работу пальцев.

Современная кольчуга и свитер, который не нужно стирать: ткань для «умной» одежды

Исследователи Калифорнийского технологического института придумали материал, одежда из которого затвердевает, словно плащ Бэтмена во время превращения в крылья. Создатели вдохновились дизайном кольчуги, которая с виду выглядит невесомой и мягкой, а на деле обладает высокой прочностью. Частицы сложной формой для новой ткани печатают на 3D-принтере с помощью полимеров и металлов. В твердом состоянии такой материал может выдержать вес, превышающий его собственный более чем в 50 раз. Его хотят в дальнейшем использовать для создания экзоскелетов и фиксации конечностей при переломах.

Еще одно новшество — ткань, которую нельзя испачкать, потому что она не впитывает влагу и грязь, и пятен на ней не остается. Один британский стартап уже выпустил худи из этой ткани. А китайские разработчики создали ткань со светящимися волокнами трех видов (хлопковыми, электропроводными и электролюминесцентными): так получился рукав с сенсорным дисплеем, с которого можно отправлять простые текстовые сообщения.

Несколько лет назад компания Under Armour представила пижаму, которая помогает спортсменам восстанавливаться во время сна. Полезная одежда сделана из ткани с элементами керамики, расположенными на изнанке. Во время отдыха спортсмена ткань поглощает естественное тепло человеческого тела и отражает тепловое излучение обратно, помогая мышцам и коже восстанавливаться. Первым протестировать «умную» пижаму удалось игроку в американский футбол Тому Брэди.

Выйдет ли «умная» одежда в массовое производство и нужна ли она вообще — неизвестно. Пока что все разработки стоят больших денег — опыт кроссовок Nike из фильма «Назад в будущее» показывает, что люди пока не готовы покупать такую одежду.