Одежда будущего со встроенными гаджетами

Будут ли это покупать - другая история

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.

Одежда будущего со встроенными гаджетами
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.

Одежда будущего со встроенными гаджетами
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.

Одежда будущего со встроенными гаджетами
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.

Авторы:

Maria Temming

Источникsciencenews

Вы читали?

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше