Журнал BORDER » Блог » Технологии » Wearable-технологии и носимые устройства
Гаджеты для тела

Wearable-технологии и носимые устройства

Умные: ЧасыОчкиОдеждаФитнес трекеры
Рассмотрим историю, нынешнее и будущее развитие носимых технологий. Обсудим преимущества и проблемы, связанные с использованием этих устройств.
Носимые устройства

Что такое носимая технология и как она работает

Что такое носимые устройства?

Что такое носимые устройства?
Носимые технологии — это любые электронные устройства, предназначенные для ношения на теле пользователя. Такие устройства могут принимать различные формы, включая ювелирные изделия, аксессуары, медицинские приборы, одежду или ее элементы. Термин «носимые компьютеры» подразумевает возможности обработки данных или связи, но в действительности сложность носимых устройств может быть различной.

Наиболее сложные примеры носимых технологий включают слуховые аппараты с искусственным интеллектом (ИИ), Google Glass и HoloLens от Microsoft, а также голографический компьютер в виде гарнитуры виртуальной реальности (VR). Примером менее сложной формы носимых технологий является одноразовый кожный пластырь с датчиками, которые передают данные о пациенте по беспроводной связи на управляющее устройство в медицинском учреждении.

Как работают носимые технологии?

Носимые устройства работают по-разному, в зависимости от категории, к которой они относятся, например, здоровье, фитнес или развлечения. В основном, носимые технологии функционируют благодаря микропроцессорам, батареям и подключению к Интернету, чтобы собранные данные можно было синхронизировать с другими электронными устройствами, такими как мобильные телефоны или ноутбуки.

Носимые устройства оснащены встроенными датчиками, которые отслеживают движения тела, обеспечивают биометрическую идентификацию или помогают отслеживать местоположение. Например, трекеры активности или смарт-часы — наиболее распространенные типы носимых устройств — поставляются с ремешком, который надевается на запястье пользователя для отслеживания его физической активности или жизненных показателей в течение дня.

Хотя большинство носимых устройств носят на теле или прикрепляют к одежде, некоторые функционируют без физического контакта с пользователем. Сотовые телефоны, смарт-метки или компьютеры можно носить с собой и отслеживать перемещения пользователя. Другие носимые устройства используют удаленные смарт-датчики и акселерометры для отслеживания движений и скорости, а некоторые используют оптические датчики для измерения частоты сердечных сокращений или уровня глюкозы. Общим фактором для всех этих носимых устройств является то, что все они отслеживают данные в режиме реального времени.

В каких сферах применяются носимые технологии?

Бытовая электроника, такая как смарт-часы и фитнес-трекеры, является наиболее распространенной сферой применения носимых технологий. Однако с последними достижениями в области Интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта носимые технологии находят применение во всех типах сценариев — от здравоохранения, навигационных систем, потребительских товаров и профессионального спорта до продвинутого домашнего текстиля.

Ниже перечислены наиболее популярные современные и будущие применения носимых технологий:

  • Технология изготовления эпидермальной кожи.
    • Как сообщает ScienceDaily, Институт биомедицинских инноваций Терасаки изобрел носимую электронную кожу для мониторинга состояния здоровья. Этот ультратонкий электронный пластырь нового поколения может быть прикреплен к груди пользователя вместе с небольшим беспроводным передатчиком с помощью водяного спрея и может носиться до недели. Он достаточно чувствителен, чтобы улавливать и записывать электросигналы, такие как биение сердца и движения мышц, которые могут быть отправлены медицинским работникам через облако, чтобы они могли удаленно контролировать жизненные показатели пациента. Этот мощный носимый прибор является ступенькой для мониторинга хронических заболеваний, таких как сердечная недостаточность и диабет.
  • Мониторинг здоровья.
    • Люди используют носимые технологии для отслеживания и получения уведомлений о своем пульсе и кровяном давлении, следят за потреблением калорий или управляют режимом тренировок. Пандемия COVID-19 активизировала использование носимых технологий, поскольку потребители стали более осведомлены о личной гигиене и принятии мер предосторожности для предотвращения распространения инфекций. Например, компания Apple обновила свое приложение «Кардиограмма», добавив в него функцию «спящие удары в минуту», которая отслеживает колебания сердечного ритма у пациентов с COVID-19.
  • Развлечения и игры.
    • Игровая и развлекательная индустрии первыми начали использовать гарнитуры VR, смарт-очки и контроллеры. Популярные головные дисплеи VR, такие как Oculus Quest, Meta Quest и Sony PlayStation VR, используются для всех видов развлечений, включая игры, просмотр фильмов и виртуальные путешествия.
  • Мода и «умная» одежда.
    • Одежда, называемая умной одеждой, или интеллектуальной модой, приобрела широкую популярность в последние несколько лет. Умные куртки, такие как куртка Levi's, сшитая по технологии Google Project Jacquard, нити которой состоят из электрических волокон, позволяют владельцу отвечать на звонки, слушать музыку или делать фотографии прямо с рукава. Умные часы, наручные браслеты, умная обувь и умные украшения также являются популярными примерами носимых технологий.
  • Военное применение.
    • К носимым технологиям относятся технологии, отслеживающие жизненные показатели солдат, симуляционные упражнения на основе VR и технологии повышения устойчивости, например, вставки в ботинки, оценивающие, насколько хорошо солдат держит вес снаряжения и как факторы местности могут повлиять на его работоспособность.
  • Спорт и фитнес.
    • В спорте используются носимые спортивные устройства, которые либо встроены в ткань спортивной одежды, либо встроены в спортивный инвентарь, например, биты и мячи. Устройства с GPS и Bluetooth передают данные в режиме реального времени тренерам для анализа через подключенные электронные устройства, например, ноутбуки. Помимо носимых спортивных устройств, для отслеживания различных показателей здоровья и производительности игрока широко используются такие привычные носимые технологии, как Fitbit, Apple Watch, Garmin, Samsung Galaxy Watch и Polar.

Примеры носимых устройств

Покрути
Wearable-технологии и носимые устройства
Умные браслеты
Умная одежда
VR
Умные часы
Умные очки
Умные носки
Умное кольцо
  • Умные украшения.
    • Сюда могут входить умные кольца, браслеты, часы и булавки. Маленькие носимые устройства обычно работают с приложением для смартфона для отображения и взаимодействия.
  • Навесные датчики.
    • Эти датчики размещаются на теле для мониторинга и передачи биологических данных в медицинских целях.
  • Фитнес-трекеры.
    • Эти носимые устройства часто выпускаются в виде наручных браслетов, ремней или головных повязок, которые отслеживают физическую активность и жизненные показатели. Трекеры могут подключаться по беспроводной связи к приложению для хранения, обработки и представления данных.
  • Умная одежда.
    • Этот тип одежды поставляется со встроенной технологией, которая может выполнять различные задачи, включая мониторинг физической формы или здоровья, взаимодействие с телефонами и другими устройствами и изменение характеристик ткани в соответствии с предпочтениями пользователя, его деятельностью или окружающей средой. Например, в 2014 году производитель одежды Tommy Hilfiger выпустил одежду, оснащенную солнечными батареями для зарядки устройств.
  • Гарнитуры дополненной реальности (AR).
    • Гарнитуры AR используют реальную обстановку и интегрируют цифровую информацию в отображение окружения пользователя таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие реального мира и виртуальной реальности.
  • Гарнитуры VR.
    • Гарнитуры VR полностью заменяют окружение пользователя цифровой информацией и усиливают вымышленную реальность. Пользователи VR управляются системой.
  • Слуховые аппараты с искусственным интеллектом.
    • Слуховые аппараты с искусственным интеллектом могут отфильтровывать нежелательные шумы и автоматически адаптироваться, чтобы обеспечить наилучшую производительность в текущей среде пользователя и для его индивидуальных слуховых потребностей. Такие устройства, иногда называемые слуховыми аппаратами, могут включать в себя такие функции, как фитнес-трекинг, потоковое аудио и перевод.

История носимых технологий

Истоки носимых технологий восходят к 13 веку, когда были впервые изобретены очки. В 15 веке были созданы часы, некоторые из которых были достаточно малы, чтобы их можно было носить, но современные носимые технологии появились только в 1960-х годах.

Ниже приводится краткая история, демонстрирующая различные повороты носимых технологий с течением времени:
1900
годы
В 1961 году Эдвард Торп и Клод Шеннон создали носимую технологию в виде крошечного компьютера с четырьмя кнопками, который мог помещаться в ботинок или крепиться на талии пользователя. Он был создан, чтобы помочь игрокам в казино мошенничать при игре в рулетку, поскольку компьютер действовал как хронометр, предсказывая, куда приземлится шарик.
1900
годы
Носимые технологии приобрели популярность в этом десятилетии. Первые наручные часы с калькулятором были выпущены в 1975 году компанией Pulsar и быстро стали модным трендом, так как многие знаменитости, включая Стинга, солиста группы Police, носили их. Другие компании, включая Casio, выпускали часы вплоть до 80-х годов, а Марти Макфлай был замечен в калькуляторных часах Casio CA53W в фильме «Назад в будущее».
1900
годы
Компания Sony выпустила Walkman в 1979 году, и он стал самым популярным носимым музыкальным девайсом на протяжении 80-х годов. Индустрия здравоохранения также преобразилась в это десятилетие с выпуском первых цифровых слуховых аппаратов в 1987 году.
1900
годы
Стив Манн, канадский исследователь, изобрел носимую беспроводную веб-камеру в 1994 году. Эта громоздкая веб-камера способствовала использованию будущих технологий IoT. В 90-е годы также возросла популярность выставок «умной» одежды и конференций по носимым технологиям.
1900
годы
Это десятилетие ознаменовалось бурным развитием носимых технологий с появлением гарнитур Bluetooth, устройств Fitbits и спортивного комплекта Nike plus iPod.
1900
годы
Этот период стал переломным моментом для носимых технологий. В 2013 году на сцену вышли Google Glass, в 2015 году дебютировали Apple Watch, а в 2016 году за ними последовала гарнитура Oculus Rift.
1900
годы
Игровая индустрия продолжает пополняться новыми гарнитурами AR и VR, а дизайнеры одежды стремительно продвигают «умную» одежду в массы.

Развитие Wearable-технологии

Носимые технологии — один из самых быстроразвивающихся секторов технологической отрасли, опережающий развитие смартфонов.

От базовых фитнес-трекеров до высокотехнологичных спортивных и смарт-часов, гарнитур виртуальной и дополненной реальности — носимые устройства присутствуют повсюду.

Этот сектор даже породил целую подкатегорию » слуховых аппаратов» — технологий, которые помещаются в ухо для прослушивания музыки, а также предоставляют доступ к интеллектуальным помощникам. В общем, в этой сфере происходит множество интересного. Если вы новичок в этом мире и хотите разобраться в тонкостях носимых устройств, мы расскажем вам обо всем этом ниже.

Хотя носимым технологиям уже почти 30 лет, в последнее время потребительское использование умных устройств способствовало популяризации носимых технологий, Интернета вещей (IoT) и IIoT (промышленного Интернета вещей) как технологий, меняющих наше взаимодействие с окружающей средой.

В потребительском секторе продажи «умных» браслетов (они же трекеры активности) таких компаний, как Jawbone и Fitbit, начали ускоряться в 2013 году.

Впечатляющий 22%-ный рост продаж смарт-часов и фитнес-трекеров в 2020 году помог рынку достичь почти 24 млрд долларов.

Ускоренному росту способствуют высокое проникновение смартфонов на большинстве мировых рынков, низкая стоимость датчиков MEMS, энергоэффективные технологии подключения (Bluetooth 4.0) и процветающая экосистема приложений.

Более того, появление носимых технологий и их массовое внедрение в фитнес-трекеры перекинулось на другие сферы, такие как медицинские носимые устройства и подключаемая одежда или модные технологии.

Также известная как smartwear, smart garments, connected garments, tech togs или fashion electronics, одежда, работающая на электронных устройствах (датчиках и микроконтроллерах), также является частью линейки носимых технологий.

Единственное различие между фитнес-трекерами и умной одеждой заключается в том, что первые носятся на поверхности кожи, а вторые встраиваются в обувь и одежду.

Будущее носимых технологий

Носимые технологии становятся все более популярными и готовы совершить революцию в будущем. Хотя фитнес-трекеры, умные устройства, «умная» одежда и гарнитуры VR и AR получили широкое признание, это лишь верхушка айсберга.

Ниже перечислены некоторые футуристические продукты и концепции, предсказанные экспертами в области технологий, и то, как они будут формировать носимые технологии в будущем:

  1. Очки Apple.
    • Первые сообщения Bloomberg и The Information говорят о том, что очки Apple Glasses могут быть выпущены к 2023 году. Эти AR-смарт-очки предназначены для передачи информации с телефона пользователя на его лицо. Эти очки смогут синхронизироваться с iPhone пользователя, чтобы отображать тексты, электронные письма, игры и другие элементы в поле зрения пользователя.
  2. Накопление энергии.
    • Одним из недостатков использования носимых технологий является то, что их необходимо снимать для регулярной зарядки. В настоящее время ведутся исследования в области получения энергии, которая может продлить срок службы аккумулятора за счет преобразования тепла тела, движения или солнечной энергии в энергию. Пьезоэлектричество является одним из примеров сбора энергии, когда пьезоэлектрическая керамика может быть использована для преобразования колебаний тела, возникающих при движении, в энергию.
  3. Умные контактные линзы.
    • Умные контактные линзы, способные передавать информацию в реальном времени на человеческий глаз, скоро станут доступны потребителям. Технологические гиганты, включая Google, Mojo Vision, Samsung и Sony, работают над созданием мягких электронных «умных» контактных линз, которые могут синхронизироваться со смартфонами или другими внешними устройствами, чтобы предоставлять информацию в режиме реального времени, без помощи рук, наряду с коррекцией зрения.
  4. ИИ для человеческого мозга.
    • В настоящее время разрабатываются интегрированные в ИИ неинвазивные датчики, которые помогают выполнять функции, связанные с мышлением. Facebook разрабатывает интерфейс мозг-компьютер, который позволит людям набирать обновления статуса на Facebook, используя свой разум вместо набора текста. Компания Элона Маска Neuralink также работает над интерфейсом, который может помочь людям, страдающим от травматических повреждений мозга.

Каждое носимое устройство обладает вычислительными возможностями, а также рядом плюсов и минусов. Узнайте о преимуществах и проблемах управления, возникающих при использовании носимых устройств на предприятиях.

Одежда будущего со встроенными гаджетами

Далее приводим перевод статьи от 1 ИЮНЯ 2018 Г из научного журнала https://www.sciencenews.org/

Wearable-технологии и носимые устройства
Умная одежда будущего

В будущем одежда будет содержать большое количество гаджетов.

В будущем, оставить зарядное устройство дома будет эквивалентно тому, что вы забыли надеть брюки.

Также как смартфоны позволили людям выбраться из-за их компьютеров, умная одежда позволит перенести гаджеты из карманов, прямо на рукава.

Нынешнее поколение технологичных предметов одежды, таких как смарт-очки и часы, все еще выбиваются из общего ряда и выглядят маргинально. Разработка Google Glass зашла в тупик, а треть людей, которые покупают себе фитнес-браслеты, теряют к ним интерес. Но одежда со встроенными гаджетами будет иметь преимущество в вопросе интеграции в жизнь человека.

Кроме того технологичная одежда — это то, «что будет всегда рядом с вами, в непосредственной близи к телу. Она занимает большую часть пространства и мы берем ее повсюду» говорит Данн из кампуса Университета Миннесоты в Сент-Поле. «Такая доступность … порождает богатый выбор возможностей».

сумки, на которых можно переключать узор прямо со смартфона.
Теперь вы можете это видеть. Используя нити, которые меняют цвет в соответствии с небольшими изменениями температуры, исследователи разработали одежду и сумки, на которых можно переключать узор прямо со смартфона.

Некоторые виды подобной одежды уже продаются. Например, перчатки, со вшитыми теплопроводящими проводами, чтобы пальцам было теплее в морозные дни, или купальные костюмы, оборудованные УФ-датчиками, для того, чтобы предупреждать нас о том, что мы слишком долго находимся на солнце. Ученые же заинтересованы в производстве одежды, которая могла бы сделать нашу повседневную жизнь проще и приятней.

Основная работа — переделать обычную электронику. Типичные батарейные блоки и цифровые дисплеи слишком большие и жесткие для того, чтобы помещать их в одежду. Инженеры подключают всю изобретательность, чтобы создавать легкие, гибкие устройства, которые обеспечивают комфорт при носке одежды. Как только ученые разработают что-то, что хорошо работает и достаточно пригодно для носки, им все равно нужно убедиться, что их материал достаточно прочный, чтобы выдерживать ежедневное ношение, не говоря уже о стирке и глажке.

На самом деле, пройдут годы прежде, чем первые образцы технологичной одежды окажутся на прилавках. Многие технологии еще не покинули лабораторий. Но поклонники моды и гаджетов могут с нетерпением ждать будущего, когда электронная одежда станет трендом. Вот некоторые прогнозы.

1. Меняй внешний вид на ходу

James Provost
James Provost

Одежда сделанная из материала способного менять цвет, придает фразе “подходит ко всему” новое значение.

Большинство подобных существующих материалов, таких как майки меняющие цвет с белого на радужный на солнце, работают при изменение освещения или нагревании. Сейчас ученые работают над одеждой, которая будет менять цвет от команды поступающей со смартфона.

Эти предметы одежды были представлены 4 апреля в Финиксе на весеннем собрании Общества исследований материалов, они изготовлены

из нитей толщиной в несколько человеческих волосков. Пряжа содержит медный провод, покрытый полимером. Полимер может быть полиэфиром, нейлоном или каким-либо другим материалом. Выбор зависит от того, насколько мягкой или прочной вы хотите получить ткань, говорит исследователь оптики и фотоники Джошуа Кауфман из Университета Центральной Флориды в Орландо.

Полимерные гильзы очень тонкие и не ощущаются человеком при носке, они покрыты пигментами, которые меняют цвет при изменении температуры. Человек контролирует внешний вид одежды, отправляя сигналы Wi-Fi со смартфона на аккумулятор, прикрепленный к одежде. Батарея подает электрический ток в медный провод пряжи, нагревая пигмент, чтобы активировать переключение цвета. Эта ткань может быть однотонной, с полосками, ромбами и другими узорами.

Люди следующие модным тенденциям или те, кто не может решить с утра, что надеть, больше всех выиграют от появления этой технологии на рынке.

Но это может принести пользу любому из нас. Капнули едой на светлую рубашку за обедом? Скройте пятно, поменяв цвет на более темный. Хотите носить более светлый оттенок, когда вы находитесь на солнце или едете на велосипеде домой в темноте? Воспользуйтесь приложением. Нужно надеть одежду, которую забыли постирать? Нет проблем.

Эта ткань может также использоваться для сумок, автомобильной обивки, штор и мебели, говорит исследователь оптики и фотоники Айман Абуради. «Думаю через два года вы сможете купить подобные материалы в любом торговом центре», — говорит он.

2. Никогда не забывайте права или ключи

James Provost
James Provost

Когда-нибудь вы сможете добавить в свою одежду достаточное количество данных, чтобы пройти в здание.

Ученые создали одежду для хранения паролей с участками, содержащими серебряные или медные полоски. Обычно магнитные полюса атомов в этих металлических нитях намагничены в случайных направлениях. Но поддержание магнитного поля рядом с нитью выравнивает все полюса в одной секции ткани. Эти магнитные ориентации кодируют бит данных, как 1 или 0, что считывается магнитометром.

Эта ткань с вшитыми данными, представленная в октябре прошлого года в Квебеке на Симпозиуме Ассоциации вычислительных машин по программному обеспечению и технологии пользовательского интерфейса, хранит информацию во время стирки, сушки и глажки — по крайней мере, на короткий срок. Мощность сигнала ослабевает примерно на 30 процентов в течение недели.

Материал может быть намагничен заново тем же или другим кодом, но сначала ученые должны создать устройство, которое может переписывать эти данные, подобно технологии, используемой для перепрограммирования карточек отелей, говорит Джастин Чан, компьютерный ученый и инженер в Вашингтонском университете Сиэтла.

Шейм Голлакота, коллега Чана, зашивала магнитные коды в галстуки, ремни и браслеты, но технология все еще находится на начальной стадии разработок. Прямо сейчас, каждый 1 или 0 занимает около 2 сантиметров ткани. Чан говорит, что исследователи работают над тем, чтобы данные можно было уместить на меньшей площади.

После того, как одежда с вшитыми данными станет доступной, вы сможете просто приложить свой рукав, чтобы войти в офис или многоквартирный дом. Для некоторых людей это может показаться не слишком большим шагом вперед. Но это изобретение оценят забывчивые люди, которым приходится менять ключи практически каждый день.

3. Микроменеджмент ваших движений

James Provost
James Provost

Тренироваться, чтобы правильно бить по мячу для гольфа, учиться играть на пианино, сидеть с прямой спиной — облегчить выполнение этих задач поможет одежда, контролирующая движения.

«Если вы хотите точно знать, о действиях человека — независимо от того, изгибает ли он свое колено правильно, или об его сердечном ритме и мышечной активности, что может указывать на эмоциональное состояние, — тогда вам нужны датчики по всему телу», — говорит Данн.

С этой целью инженер Джошуа ДеГрафф и его коллеги создали сверхтонкие детекторы движения, которые могут быть встроены в любой предмет одежды.

Ключевой составляющей этих датчиков является лист материала, называемый buckypaper — плотная сетка углеродных нанотрубок расположенных подобно эритроцитам в крови. Как правило, buckypaper проводит электричество без проблем. Однако при растяжении ткани расстояние между нанотрубками увеличивается, что приводит к уменьшению электрического заряда. Команда ДеГраффа из Университета штата Флорида в Таллахасси обернули это в свою пользу. Подсоединение куска ткани к цепи и измерение электрического сопротивления может показать, насколько сильно полотно было растянуто.

Wearable-технологии и носимые устройства
BENDY Superthin, гибкие детекторы движения (например, лист датчиков на рисунке) могут быть встроены в одежду для наблюдения за движениями пациентов во время физической терапии.

Датчики, созданные командой Де Граффа,детектируют изменения в 0,005% от длины материала. По словам Де Граффа, они могут работать от часовых батареек, подробное описание было представлено в ноябре прошлого года в «Materials and Design».

Датчики Buckypaper могут оказаться полезными для людей, которым требуется микро управление их движениями. Например, пациентам во время физической терапии, чья реабилитация требует, чтобы их движения были абсолютно такими же, как предписано врачом.

4. Добавь света в свою жизнь

James Provost
James Provost

Одежда будущего с подсветкой не будет иметь ничего общего с уродливым рождественским свитером. Напротив, она будет похожа на костюмы из фильма «Трон: Наследие».

Актриса Клэр Дэйнс появилась на Met Gala 2016 в платье со светодиодной подсветкой. Но стандартные светодиоды на основе полупроводников слишком жесткие и хрупкие, чтобы делать удобную повседневную одежду, говорит Сонил Квон, инженер из Корейского передового института науки и технологий в Тэджоне. С другой стороны, органические светодиоды, или OLED, в ширину не толще лезвия ножа, а еще они очень гибкие.

OLED-дисплей содержит слои из органических или углеродных материалов. Он загорается, когда источник питания подает электрический заряд из одного слоя органического материала в другой, где отрицательные электроны встречаются с положительно-заряженными “дырками”. Всякий раз, когда происходят эти столкновения, получается кратковременная вспышка света. Большое количество взаимодействий поддерживает свечение OLED-дисплеев.

Wearable-технологии и носимые устройства
Актриса Клэр Дэйнс ослепила гостей Met Gala 2016 своим платьем со встроенными светодиодами, сейчас инженеры работают над созданием тканей более удобных для нОски.

OLED, как правило, создают на подложках из пластика или стекла, но Квон и его коллеги создали OLED на ткани. Ученые нанесли диоды, толщиной всего 200 нанометров, поверх полиэфирной пленки, которая была ламинирована на ткань, созданную из тонких полимерных нитей. Разработка подобных подложек может привести к созданию гибких дисплеев.

Новые OLED-модели на основе тканей достаточно яркие, чтобы конкурировать с современными технологиями отображения, рассказал Квон в июле прошлого года в «Scientific Reports». Каждый подобный диод излучает только один цвет, но инженеры могут создавать экраны на основе ткани со множеством OLED-пикселей, меняющих цвет. Группа Квона также разрабатывает OLED ткани для трансляции надписей и шаблонов, сообщается в Nano Letters от 10 января.

Wearable-технологии и носимые устройства
Инженер Сеонил Квон и его коллеги создали органические светодиодные нити, которые желтеют при включении (показаны), чтобы создавать одежду с надписями.

Есть ли люди, которым настолько лень доставать телефон из кармана, что они бы с радостью перенесли дисплей на рукав? Возможно. Но одежда со светодиодами могла бы пригодится и велосипедистам, которые любят кататься в темное время суток. Квон мечтает, что с помощью одежды с подсветкой можно будет проводить светотерапию. Некоторые люди, страдающие от сезонного аффективного расстройства, находят облегчение, сидя возле специальной лампы для световой терапии, которая излучает белый свет для имитации солнечного. Рубашка или нижняя часть полов шляпы, которая светится белым, может сделать светотерапию более доступной.

5. Подзаряжайся от солнца и своих движений.

James Provost
James Provost

Поглощающая солнечные лучи ткань пронизана фотогальваническими проводами. Когда солнечный свет попадает на них, световые частицы выбивают электроны из атомов в слое материала, оставляя после себя положительно заряженные “дырки”. Другой электропроводящий слой проволоки собирает эти свободные электроны, а третий слой собирает положительно заряженные “дырки”. Это разделение зарядов создает разницу потенциалов необходимой для выработки электричества, которая может приводить в действие устройства.

Между тем, другие участки этой ткани преобразуют энергию движения в электричество. Эти образцы содержат полоски полимера, называемого PTFE, в котором происходит столкновение электронов и медной проволоки. Всякий раз, когда ткань складывается или сжимается, некоторые из электродов медных проволок труться о полосы PTFE.

В ходе этого процесса происходит накопление статического заряда, точно так же, как когда мы расчесываем волосы или снимаем свитер зимой. Когда ткань разглаживается, отрицательно заряженные полоски в PTFE отделяются от положительных медных проводов, создавая условия для подпитывания приборов. Полоски этого материала могут быть вшиты в рукава, чтобы вырабатывать энергию от движения рук или в подошвы обуви, чтобы получать энергию при ходьбе, — говорит технический специалист и инженер по материалам Georgia Tech Ванг.

Энергия, которую накапливает эта ткань, когда вы двигаетесь или сидите на солнце, также может храниться в батарее, прикрепленной к одежде. Устройство хранения может быть изготовлено из чернил, содержащих оксид цинка и серебра, нанесенный непосредственно на одежду, как описано в выпуске «Advanced Energy Materials» 2017 года. Или, возможно, энергия может храниться в батареях из цинковой ионной пряжи, как в «ACS Nano» от 24 апреля.

Подобные материалы можно использовать при производстве палаток, чтобы они могли накапливать энергию пока вы купаетесь или загораете на солнце.

6. Вы как ходячий генератор.

James Provost
James Provost

Если бы одежда была снабжена термоэлектрическими генераторами, то тепло от тела можно было бы трансформировать в электричество.

Исследователи из Университета Северной Каролины работают над генератором небольшого размера, который содержит в себе сетку полупроводниковых стержней, зажатых между керамическими пластинами. Когда одна сторона генератора более горячая, чем другая, скажем, когда эта сторона находится на вашей коже, а другая подвержена воздействию воздуха — электроны в теплом конце каждого полупроводникового стержня возбуждаются. Эти электроны устремляются к холодной стороне, создавая разницу потенциалов в стержне. Если к каждому положительно заряженному концу стержня подключать отрицательно заряженные концы следующего генератора, то мы получим конструкцию наподобие соединенных в фонарике батареек.

Дарьюош Вашае, инженер-электрик в NC State, и его коллеги встроили эти термоэлектрические генераторы в футболку. Если человек, надевший ее, просто сидит, генератор не производит много энергии, потому что разница в температуре между кожей и окружающим воздухом мала. Но если этот человек встает, ходит или бегает, повышение температуры тела нагревает внутреннюю сторону генератора, в то время, как воздух охлаждает внешнюю. В одном из тестовых прогонов генераторы выработали шесть микроватт мощности на квадратный сантиметр, когда пользователь шел и 18 мкВт / см2 во время его пробежки — сообщалось в «Applied Energy» в 2016 году.

К сожалению, этого недостаточно для питания смарт-часов или телефона. Но подобные генераторы могут питать устройства вроде сердечных мониторов. К тому же ученые пытаются повысить эффективность генераторов для поддержки более энергоемкой электроники. Если исследователям удастся сделать термоэлектрические генераторы, которые будут работать, даже если пользователь будет сидеть, у этой техники появится преимущество над одеждой со светочувствительной поверхностью: вы сможете активировать ваши вещи, не поднимаясь с дивана.

Данная статья ранее была опубликована на сайте https://www.sciencenews.org.

Посмотреть +
Спасибо!
Если обзор был полезен, ты можешь отблагодарить поделившись в соцсети и подпиской на канал яндекс дзен. На канале ты можешь найти еще больше рейтингов, техник, и обзоров, на тот или иной продукт.

Редактор BORDER

Редактор BORDER

Редактор журнала BORDER. ❤ Технологии для людей Следим за новыми технологиями. BORDER - обзоры и новости технологий.

Мы будем рады и вашему мнению

Оставить ответ

Технологии для людей
Logo
Shopping cart