Мы доставляем в
Кеймбридж
«Умный» текстиль (смарт-текстиль), в отличие от традиционных для начала XXI века носимых устройств, позволяет измерять показатели, собирать и передавать информацию о работе организма в режиме реального времени. Обладая способностью менять форму без ущерба для функциональности, растягиваться и скручиваться, такие изделия обеспечивают точные измерения без дискомфорта для пользователя.
Кроме используемых материалов с расширенными функциями, «умный» текстиль может включать в себя встроенные датчики и системы связи (Bluetooth, Zigbee, 3G, 4G, 5G), источники питания, элементы для облачных вычислений, для работы с приложениями и массивами данных. За счёт применения достигнутых решений жизнь становится комфортнее и безопаснее.
Умный текстиль в медицине и других областях
Вещи из умных материалов всё активнее внедряются в различные сферы жизни. Среди функций, которые способны выполнять такие предметы гардероба:
Если в начале XXI века «умная» рубашка выглядела как элемент научной фантастики, то сегодня смарт-текстиль входит в повседневность. Он выполняет множество задач, и в каждой области уже достигнуты определённые успехи.
Мониторинг профессиональной физической активности
Некоторые решения уже представлены в виде массовых, коммерчески доступных вариантов, таких как смарт-носки. Однако исследователи из Мичигана и Вирджинии (США) определили, что повышенную эффективность обеспечивает рубашка с датчиками деформации и более широкими возможностями подстройки под человека. В первую очередь речь идёт о мониторинге профессиональной физической активности (occupational physical activities, OPA).
Анализ, проведённый американскими исследователями, подтвердил, что отдельные OPA у различных групп испытуемых систематически создают повышенные риски травм и патологий. В связи с этим актуальной становится задача внедрения «умных» текстильных систем (smart textile systems, STS) для сотрудников, которые из-за выполняемой работы вынуждены подолгу стоять, сидеть или допускать высокие нагрузки.
Главное преимущество STS перед привычными носимыми устройствами: проводящие волокна, датчики, вычислительные элементы и источники питания — всё это встроено в сам материал изделия. Сотрудник не испытывает неудобств, не отвлекается от работы, однако STS обеспечивает точные измерения и подаёт сигнал о наличии потенциально опасных изменений.
Контроль сердечной активности и прогнозирование инсульта
Смарт-текстиль оснащается в том числе датчиками электрокардиографии (ЭКГ) и сердечного ритма. При этом необходимые для мониторинга и связи элементы за счёт совершенствования технологий всё плотнее интегрируются в ткань, чтобы для конечного пользователя текстильное изделие было таким же, как любое другое.
Одна из важнейших решаемых задач — прогнозирование инсульта. Датчик давления, закреплённый в стельке, и акселерометр, зафиксированный на стопе, в комплексе с другими интегрированными микроизмерителями способны диагностировать проявление инсульта, поскольку походка человека уже отличается от нормальной, сбалансированной. Обосновать данную гипотезу помогло исследование, проведённое в Южной Корее.
Массовое внедрение такой технологии, интеграция со смартфоном и обработка данных в режиме реального времени — ключ к тому, чтобы не терять драгоценные минуты и сразу обеспечить пациенту с инсультом медицинскую помощь. Это существенно повысит выживаемость и случаи выздоровления без патологических последствий.
Мониторинг дыхания и предотвращение сна за рулём
Сонливость водителя можно обнаруживать с помощью датчиков сердечной деятельности, но важно контролировать процессы в организме без лишнего обременения. Используя умную рубашку с биометрическими сенсорами Hexoskin, исследователи из Японии изучили контрольную группу в возрасте от 36 до 54 лет.
Анализ позволил выяснить, что мониторинг дыхательной активности — более точный способ своевременно обнаружить сонливость водителя за рулём, чем контроль сердечной деятельности. Чёткая корреляция уровня сонливости и показателей дыхания обосновывает целесообразность того, чтобы внедрять умный текстиль наподобие Hexoskin, который будет контролировать активность водителей и предотвратит множество ДТП.
Мониторинг работы дыхательной системы также даёт шанс своевременно обнаружить гиперинфляцию лёгких. Совершенствование датчиков делает возможной диагностику в домашних условиях. Для этого пациенту не потребуется проходить отдельные процедуры и вообще отвлекаться от повседневных дел.
Перспективы развития смарт-текстиля на стыке технологий
С одной стороны, расширение возможностей смарт-текстиля повышает комфорт повседневной жизни, работы и учёбы. С другой — совершенствование медицинских технологий повышает эффективность диагностики, лечения, профилактического онлайн-мониторинга. При этом из смарт-текстиля можно производить не только рубашки, но и множество других предметов одежды.
При создании тканей используются углеродные нанотрубки (однослойные и многослойные); наночастицы серебра, меди, золота — с различными показателями. В зависимости от того, какие материалы и структуры были задействованы, возможности изделий также различаются. Это могут быть:
Спортивный бюстгальтер Numetrex и интеллектуальный жилет WarmX — только одни из немногих разработок за последние годы. Автономность текстильных изделий повышается благодаря интеграции аккумуляторов и средств беспроводной связи прямо в структуру ткани.
«Умная» рубашка способна как отслеживать показатели жизнедеятельности, так и обрабатывать их с помощью приложений. Уже имеются образцы текстильных изделий, в которые встроены системы для геонавигации, воспроизведения музыки, управления освещением.
Дальнейшие перспективы использования смарт-текстиля ещё шире. Это помощь в обучении компенсирующим движениям, улучшение состояния пациентов с субакромиальным болевым синдромом и многое другое. Изделия из умных материалов обретают всё больше возможностей, делая жизнь комфортнее и безопаснее.