Smart clothes
Φορώντας την τελευταία λέξη της… τεχνολογίας!

big

Τα ρούχα αποτελούν αναπόσπαστο σημείο της καθημερινότητας του ανθρώπου. Μας προστατεύουν από τις καιρικές συνθήκες, μας δίνουν στυλ και κύρος, και αντικατοπτρίζουν την προσωπικότητά μας. Και παρόλο που η βιομηχανία της μόδας έχει εξελιχθεί στη σύγχρονη εποχή επιβάλλοντας συγκεκριμένες τάσεις, υφάσματα και σχέδια, ταυτόχρονα τα ρούχα δείχνουν κάποιες φορές να διαθέτουν και ψήγματα από τη μαγεία των παραμυθιών. Μόνο που, σ’ αυτές τις περιπτώσεις, δεν ευθύνεται γι’ αυτό το μαγικό ραβδί κάποιας νεράιδας, αλλά η τεχνολογία.

της Γιώτας Χουλιάρα

Από τον αόρατο μανδύα του Χάρι Πότερ, στα smart clothes
Οι λάτρεις της σειράς ταινιών του Χάρι Πότερ θα θυμούνται πως ο νεαρός μάγος έλαβε ως χριστουγεννιάτικο δώρο από τον διευθυντή της Σχολής Χόγκουαρτς, Άλμπους Ντάμπλντορ, ένα μανδύα που τον έκανε αόρατο. Μανδύα με μαγικές δυνάμεις χάρισαν και τα ξωτικά του Λοθλόριεν στον Φρόντο και τον Σαμ στα βιβλία της τριλογίας του Τόλκιν, προκειμένου οι δύο ήρωες να γίνονται αόρατοι και να ξεφεύγουν από τις στρατιές της Μόρντορ.
Στη λογοτεχνία και την τηλεόραση, το παραπάνω αποτελεί προϊόν μαγείας. Στη σημερινή εποχή αποτελεί προϊόν τεχνολογίας. Ήδη ο Adam Harvey, καλλιτέχνης και ερευνητής των νέων τεχνολογιών, σε συνεργασία με τη σχεδιάστρια Johanna Bloofield, δημιούργησε μια σειρά ρούχων με την ονομασία “Stealth Wear”. Πρόκειται για ρούχα που προστατεύουν από τις κάμερες θερμικής παρακολούθησης των drones, κάνοντας όποιον τα φοράει πρακτικά… αόρατο!
Είναι φτιαγμένα από ένα ελαφρύ, ευλύγιστο μεταλλικό ύφασμα, το οποίο τα τελευταία χρόνια είναι της μόδας στις πασαρέλες της Νέας Υόρκης, που χρησιμοποιεί ίνες για να ανακλάσει τη θερμότητα και να κρύψει τη θερμική ταυτότητα του ανθρώπου που τα φοράει. Επιπλέον, είναι φοδραρισμένα με μετάξι, το οποίο εξυπηρετεί στο να είναι πιο χυτά και ευκολοφόρετα.
Τα ρούχα του Harvey παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά τον Ιανουάριο του 2014 στην έκθεση Primitive του Λονδίνου, με τον χαρακτηρισμό “anti-Drone” και ανήκουν στην κατηγορία των smart clothes. Σε συνεντεύξεις του ο Harvey υποστήριξε ότι προχώρησε στον σχεδιασμό αυτής της σειράς, καθώς θεωρεί τα στρατιωτικά τηλεκατευθυνόμενα αεροπλανάκια (drones) “εργαλεία παρακολούθησης” και ήθελε κάτι που θα τον προστάτευε από αυτά!

Ηλεκτρονικά υφάσματα
“Την επόμενη μέρα φέρανε την κοπέλα στον βασιλιά και την οδήγησαν σε ένα δωμάτιο γεμάτο άχυρο. Ο βασιλιάς της έδωσε μία ανέμη και της είπε: “Ξεκίνα να εργάζεσαι. Αν δεν καταφέρεις μέχρι αύριο το πρωί να κάνεις το άχυρο χρυσάφι θα πρέπει να πεθάνεις.” Μετά από αυτό, κλείδωσε ο ίδιος το δωμάτιο και η κοπέλα έμεινε ολομόναχη. Τότε άρχισε να κλαίει. Δεν ήξερε πώς γνέθουν χρυσάφι από άχυρο.” Η κόρη του μυλωνά, αδελφοί Γκριμ.
Τα βασικά υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή “ηλεκτρονικών υφασμάτων” και νημάτων υπήρχαν πάνω από 1000 χρόνια πριν. Συγκεκριμένα, οι τεχνίτες ρούχων συνήθιζαν να περιτυλίγουν λεπτό μεταλλικό φύλλο, συνήθως χρυσό και ασήμι, γύρω από τα υφάσματα σε πολλές φορεσιές των ευγενών και των μελών της βασιλικής οικογένειας. Πολλές από τις φορεσιές της Βασίλισσας Ελισάβετ Α΄ της Αγγλίας ήταν όντως κεντημένες με χρυσά νήματα.
Με τον όρο ηλεκτρονικά υφάσματα (e-textiles), γνωστά και ως “έξυπνα ρούχα” (smart clothes), ονομάζουμε τα υφάσματα που επιτρέπουν την ενσωμάτωση ψηφιακών εξαρτημάτων, όπως μπαταρίας και φωτός (συμπεριλαμβανομένων και μικρών υπολογιστών), τα οποία έχουν αναπτυχθεί με νέες τεχνολογίες.
Η καθηγήτρια του Ινστιτούτου Pratt, Rebeccah Pailes-Friedman, αναφέρει στο βιβλίο της Smart Textiles for Designers ότι “αυτό που κάνει τα έξυπνα υφάσματα επαναστατικά είναι ότι έχουν την ικανότητα να κάνουν πολλά πράγματα που τα παραδοσιακά υφάσματα δεν μπορούν, συμπεριλαμβανομένης της επικοινωνίας, της μετατροπής τους αναλόγως των καιρικών συνθηκών, της παραγωγής ενέργειας, ακόμη και της αυξομείωσής τους στα νούμερα”.
Τα έξυπνα ρούχα μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: τα smart clothes υψηλής ραπτικής και τα smart clothes που έχουν ως σκοπό την ενίσχυση της απόδοσης του χρήστη.
Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει υφάσματα που φωτίζουν και που μπορούν να αλλάξουν χρώμα. Μερικά από αυτά συγκεντρώνουν ενέργεια από το περιβάλλον αξιοποιώντας δονήσεις, ήχο ή θερμότητα και, πολλές φορές, αντιδρούν στην ψυχολογική/συναισθηματική κατάσταση του χρήστη με το ανάλογο χρώμα ή φωτισμό.
Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα smart clothes που βελτιώνουν την απόδοση και προορίζονται για χρήση σε αθλητικά, ακραία σπορ και στρατιωτικές εφαρμογές. Αυτά περιλαμβάνουν τα υφάσματα που έχουν σχεδιαστεί για να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του σώματος, να ελέγχουν τους κραδασμούς των μυών και, γενικότερα, να μπορούν να βελτιώσουν τις αθλητικές επιδόσεις. Επίσης, ενδέχεται να περιέχουν ειδική προστασία από ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως υπερβολικό κρύο ή έντονη ηλιακή ακτινοβολία.
Η βιομηχανία υγείας και ομορφιάς εκμεταλλεύεται τις συγκεκριμένες καινοτομίες, δημιουργώντας υφάσματα που ελέγχουν τον χρήστη παρέχοντας σε φορητό υπολογιστή πληροφορίες για την υγεία του, ακόμη και υφάσματα με ενυδατικές, αρωματικές και αντικαταθλιπτικές ιδιότητες.

2

Smart Clothes για αθλητές και ασθενείς
Οι συσκευές παρακολούθησης των ζωτικών δεικτών ιδιαίτερα όσων αθλούνται, γνωστές και ως fitness trackers, σύντομα θα αποτελούν παρελθόν, καθώς οι επιστήμονες εργάζονται πυρετωδώς προκειμένου να ενσωματώσουν τα εκλεπτυσμένα αυτά συστήματα απευθείας στα ρούχα του αθλητή.
Ήδη πολλές εταιρείες έχουν αναπτύξει τη δική τους σειρά έξυπνων αθλητικών ρούχων, γυαλιών ή ακόμη και εσωρούχων, με δυνατότητα παρακολούθησης του καρδιακού παλμού, της απόστασης που έχει καλυφθεί και των θερμίδων που έχουν καταναλωθεί. Εδώ και ένα χρόνο, ερευνητές στο MIT δημιούργησαν ένα ειδικό ύφασμα, το BioLogic, το οποίο συρρικνώνεται ή διογκώνεται ανάλογα με την υγρασία και είναι κατάλληλο για τα ρούχα των αθλητών.
Η βρετανική εταιρεία DuPont Microcircuit Materials ανέπτυξε μια “μελάνη” με δυνατότητα εκτύπωσής της απευθείας επάνω σε ύφασμα. “Το μυστικό του όλου συστήματος εντοπίζεται στο γεγονός ότι η συγκεκριμένη μελάνη μεταφέρει όλη την τεχνολογία παρακολούθησης του αθλουμένου στο μπλουζάκι, στο μανίκι, στο ρολόι ή στα γυαλιά του”, με αποτέλεσμα τόσο ο ίδιος, όσο και ο προπονητής του, να ελέγχει τις επιδόσεις του κατά τη διάρκεια της προπόνησης ή του αγώνα.
Παράλληλα, επιστήμονες από τη Βρετανία δημιούργησαν το καινοτόμο ύφασμα “xetlex” που λειτουργεί από μόνο του ως ενεργός αισθητήρας. Το νέο αυτό έξυπνο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε βολικά, άνετα ρούχα, που πλένονται όσο συχνά θέλουμε, παρέχοντας ταυτόχρονα μεγάλο αριθμό πληροφοριών στους χρήστες του και βοηθώντας τους να βελτιώσουν την άσκηση και την κίνησή τους.
Οι παραπάνω εφαρμογές βρίσκουν πεδίο δράσης και στην Iατρική. Εδώ και μερικά χρόνια, η ΕΕ χρηματοδοτεί επιστήμονες για την ανάπτυξη ρούχων με ενσωματωμένους αισθητήρες που μετρούν την καρδιακή δραστηριότητα και την αναπνοή ενός ασθενούς, με σκοπό να μπορεί να τους παρακολουθεί ο γιατρός τους εξ αποστάσεως. Όπως εξηγεί ο καθηγητής Oliver Amft του Πανεπιστημίου Passau, εισάγουν στα ρούχα αισθητήρες καταγραφής, οι οποίοι μπορούν να ενημερώσουν με λεπτομέρειες για τις διατροφικές μας συνήθειες. “Μπορούμε έτσι να εντοπίσουμε την αφυδάτωση… Είναι χρήσιμο και για τους ασθενείς που πάσχουν από διαβήτη, καθώς μπορούμε να τους υποστηρίξουμε με συμβουλές για καλύτερη διατροφή…”, αναφέρει χαρακτηριστικά.
Οι ερευνητές της εταιρείας Tactile Navigation Tools ανέπτυξαν ρούχα με ηλεκτρονικούς αισθητήρες που “διαβάζουν” συνεχώς το περιβάλλον και ειδοποιούν έγκαιρα τον χρήστη με προβλήματα όρασης. Όταν υπάρχει κάποιο εμπόδιο τριγύρω, το ρούχο δονείται, προειδοποιώντας το άτομο που δεν βλέπει. Στην ουσία πρόκειται για μία φορετή συσκευή, η οποία ονομάζεται Eyeronman και μπορεί να αξιοποιηθεί και από ανθρώπους χωρίς προβλήματα όρασης, προκειμένου να τους βοηθήσει στον προσανατολισμό τους σε ειδικές συνθήκες π.χ. πυροσβέστες εν μέσω καπνών, αστυνομικούς κατά τη διάρκεια έκτακτων καταστάσεων και στρατιώτες εν ώρα μάχης.
Το Eyeronman είναι εφοδιασμένο με μια ευρεία γκάμα αισθητήρων, όπως το σύστημα lidar, ένα είδος ραντάρ λέιζερ που χρησιμοποιείται και στα αυτόνομα οχήματα χωρίς οδηγό. Διαθέτει, δε, υπερήχους, όπως  οι νυχτερίδες, για τον συνεχή ηχο-εντοπισμό της θέσης, και υπέρυθρες ακτίνες για ανίχνευση της θερμοκρασίας των σωμάτων. Οι εισροές δεδομένων από τους αισθητήρες μετατρέπονται σε συγκεκριμένες δονήσεις, με αποτέλεσμα το ρούχο να έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύει όλα τα εμπόδια σε ακτίνα 360 μοιρών.

Ρούχα – ηλεκτρικές συσκευές
Στην εποχή της τεχνολογίας, τα έξυπνα υφάσματα δεν θα μπορούσαν να μην ανταποκρίνονται και στις απαιτήσεις της καθημερινότητας. Όταν ξεμένει το κινητό του χρήστη από μπαταρία, δεν θα υπάρχει πλέον κανένα πρόβλημα. Το έξυπνο ρούχο του θα αναλαμβάνει να κάνει τη φόρτιση!
Ερευνητές ανέπτυξαν “έξυπνες” ίνες που μπορούν να υφανθούν στα ρούχα και να τα μετατρέψουν σε συλλέκτες ηλιακής ενέργειας. Όπως αναφέρθηκε στο περιοδικό ACS Nano της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας, οι συγκεκριμένες ίνες όχι μόνο λειτουργούν ως φωτοβολταϊκά συλλέγοντας και αποθηκεύοντας την ηλιακή ενέργεια, αλλά είναι ανθεκτικές και κατάλληλες για την κλωστοϋφαντουργία.
Για να το πετύχουν αυτό, συνδύασαν δύο διαφορετικά είδη ινών. Η μία περιέχει τιτάνιο, οξείδιο του ψευδαργύρου, βαφή και έναν ηλεκτρολύτη, μαζί με ένα πολυμερές καλυμμένο από χαλκό, δημιουργώντας έτσι τις φωτοβολταϊκές κυψέλες. Το δεύτερο είδος νήματος, που αποθηκεύει την ηλιακή ενέργεια, αποτελείται από τιτάνιο, νιτρίδιο του τιτανίου, ένα λεπτό φύλλο άνθρακα και έναν ηλεκτρολύτη. Από κοινού αυτές οι δύο ίνες υφαίνονται με βαμβακερό νήμα και δημιουργούν ένα εύκαμπτο “έξυπνο” ύφασμα, το οποίο μπορεί να κοπεί ή να υποστεί άλλη επεξεργασία, ενώ είναι ικανό να φορτίζεται πλήρως από τον ήλιο. Στο μέλλον, λοιπόν, κινητά τηλέφωνα, υπολογιστές-ταμπλέτες και άλλα ηλεκτρονικά “γκάτζετ” θα μπορούν να φορτίζονται από τα smart clothes.
Παράλληλα, ερευνητές του Κέντρου Νανοτεχνολογίας και Έξυπνων Υλικών στην Πορτογαλία δημιούργησαν ρούχα, τα οποία διαθέτουν δικό τους σύστημα ελέγχου της θερμοκρασίας, έτσι ώστε ο άνθρωπος που τα φορά να βρίσκεται πάντα στην τέλεια γι’ αυτόν θερμοκρασία. Η δυνατότητα ρύθμισης της θερμοκρασίας επιτυγχάνεται  χάρη στις μικροσκοπικές κάψουλες, οι οποίες έχουν την ικανότητα να απορροφούν, αλλά και να απελευθερώνουν θερμότητα. Οι κάψουλες αυτές έχουν μέγεθος χίλιες φορές μικρότερο από αυτό μιας τρίχας και ενσωματώνονται στις ίνες των υφασμάτων. Περιέχουν, μάλιστα, ένα υλικό από κερί, το οποίο δημιουργήθηκε ειδικά για την περίσταση, συμβάλλοντας στον έλεγχο της θερμοκρασίας.

Η τεχνολογία “υφαίνει” το μέλλον
Στις μέρες μας, με τα smart clothes, έχουμε πλέον τη δυνατότητα παρακολούθησης του καρδιακού ρυθμού, του ρυθμού αναπνοής, της θερμοκρασίας, της δραστηριότητας και της στάσης του σώματος, της επίδοσης στα αθλήματα, αλλά και των κινήσεων του ατόμου που χειρίζεται επικίνδυνα υλικά. Επιπλέον, τέτοια ρούχα βρίσκουν και στρατιωτική εφαρμογή (για παράδειγμα, με το αλεξίσφαιρο kevlar γιλέκο του στρατιώτη, εάν ο χρήστης πυροβοληθεί, το υλικό μπορεί να αισθανθεί την κρούση και να στείλει άμεσα μήνυμα στη βάση).
Ακόμα, μέσω του έξυπνου ρουχισμού μπορεί να παρακολουθείται η κόπωση του οδηγού, αλλά και να αποκατασταθεί η αισθητηριακή αντίληψη/ικανότητα που χάθηκε στο παρελθόν από ατύχημα ή κατά τη γέννηση, φορώντας κανείς την… τελευταία λέξη της τεχνολογίας (wearable tech).
Παρόλο που, προς το παρόν, οι τιμές για τα περισσότερα έξυπνα ρούχα είναι απαγορευτικές, οι ειδικοί εκτιμούν ότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας σε συνδυασμό με τη μαζική παραγωγή μπορεί να κάνει τα έξυπνα υφάσματα οικονομικά.
Όπως φαίνεται πλέον, το μέλλον δεν θα έρθει. Συμβαίνει ήδη.