Naukowcy postawili sobie za cel masową produkcję inteligentnych tkanin
W ramach trwającego trzy lata projektu SIMPLESKIN wyprodukowano tkaninę z czujnikami, nadającą się do prania, za pomocą której można rejestrować ruchy ciała, sygnały elektryczne, aktywność i zmiany w kapacytancji ciała. Innym jego celem jest także masowa produkcja takich inteligentnych tkanin. Naukowcy wyznaczyli sobie za cel wprowadzenie technologii czujników w ubraniach, która była dotąd drogą i niszową ciekawostką, na masowy rynek w taki sam sposób, w jaki odbyła się zamiana prostych telefonów komórkowych na zaawansowane smartfony. Ci naukowcy widzą wiele możliwości zastosowania tej technologii w codziennym życiu, jak na przykład analiza ruchów mięśni podczas ćwiczeń fizycznych czy monitorowanie diety. "Uważamy, że można ją zastosować zarówno jako technologię przenośną w ubraniach, jak i technologię otoczenia", wyjaśnia profesor Jingyuan Cheng, koordynator projektu SIMPLESKIN i starszy analityk w niemieckim centrum badań w dziedzinie sztucznej inteligencji (DFKI). "Tekstylne oporowe czujniki nacisku mogą być tanio produkowane w formie matrycy czujników nacisku składającej się z nie więcej niż 10 000 elementów, co okazało się atrakcyjnym produktem, który można zastosować w dużo szerszym zakresie niż systemy noszone na ubraniu". Wiele technologii otoczenia testowano z pozytywnym wynikiem, w tym m.in. inteligentne obrusy czy inteligentne maty do ćwiczeń, za pomocą których można analizować ruchy użytkowników, rejestrowane przez czujniki nacisku. Więcej tego typu produktów jest aktualnie na etapie rozwijania, na przykład poduszki wykrywające postawę śpiącego. Generyczne elementy do masowej produkcji Jedną z głównych idei projektu jest nakreślenie różnych etapów produkcji inteligentnych technologii, takich jak produkcja tekstyliów, rozwój elektroniki czy wdrożenie oprogramowania. "Tak więc zamiast wdrażania drogiej techniki dostosowanej do specjalnych potrzeb w ramach poszczególnych zastosowań można by złożyć ze sobą produkowane na masową skalę generyczne elementy, które razem stworzą szereg różnych aplikacji, a które łatwo można konfigurować zgodnie z potrzebami", wskazuje prof. Cheng. Zespół projektu stworzył także poziom abstrakcji, rodzaj systemu operacyjnego (OS) do ubrań, który pozwoli użytkownikom na opracowanie aplikacji dla inteligentnych ubrań bez konieczności przeprowadzania złożonego procesu produkcji tkanin, urządzeń elektronicznych czy oprogramowania do przetwarzania sygnałów. Naukowcom udało się stworzyć odzież z OS, wykorzystującą system Android Google'a, który umożliwi programistom użycie inteligentnych ubrań w taki sam sposób, w jaki używają miejscowych czujników telefonu. Zainteresowanie branży przemysłowej Projekt ten — realizowany przez badaczy z instytutu DFKI, uniwersytetów w Borås, Passau i Stuttgarcie, instytutu technologii włókienniczej i inżynierii procesowej w Denkendorfie oraz Politechniki Federalnej w Zurychu, we współpracy ze szwajcarską spółką z branży włókienniczej Sefar — cieszy się żywym zainteresowaniem branży przemysłowej. Producent samochodów Volkswagen zawarł umowę o współpracy z instytutem DFKI po tym, jak pracownicy instytutu zaprezentowali firmie prototyp inteligentnych foteli samochodowych. To rozwiązanie wykorzystuje tkaniny wrażliwe na nacisk i czujniki pojemnościowe do monitorowania postawy kierowcy, poziomu jego aktywności i tempa oddechu, aby zasygnalizować moment, kiedy będzie potrzebował przerwy. Firma produkująca odzież sportową Adidas także wspiera rozwój koncepcji inteligentnych butów piłkarskich, które posiadają czujniki do pomiaru zmian w nacisku powierzchni podczas kopnięcia piłki. Plany produkcji na większą skalę W ciągu najbliższych dwóch dziesięcioleci naukowcy zamierzają zastąpić tradycyjne ubrania ich inteligentnymi alternatywami. Prof. Cheng uważa, że technologiczny postęp w ramach omawianego projektu powinien "być kamieniem węgielnym pod rozszerzenie rynku dla inteligentnych tkanin, gdy ludzie zaczną zastępować tradycyjne "nieinteligentne" tkaniny tymi inteligentnymi, produkowanymi na szeroką skalę". Zastępowanie tradycyjnych ubrań na masową skalę to skomplikowane działanie, które ponadto rodzi pytanie o patenty, ochronę danych i bezpieczeństwo. Zatem w krótkiej perspektywie naukowcy będą się koncentrować na niszowych produktach, takich jak technologie monitorowania zdrowia i wyników sportowych. Niemniej w dalszej perspektywie planują rozwinąć nowe metody produkcji tkanin, tak aby zwiększyć ich elastyczność i zastosować architekturę czujników na bardzo dużą skalę. Ich plany obejmują też dalszą współpracę z zewnętrznymi partnerami przy innych aplikacjach.
Słowa kluczowe
SIMPLESKIN, tkaniny, technologia w ubraniach, technologia otoczenia, systemy operacyjne, OS, tekstylne oporowe czujniki nacisku
