Hvad kan elektronik og tekstiler udrette sammen?
Tøj, der forstår at handle
Traditionelt set er tøjet og tekstilerne udelukkende noget passivt vi påklæder os, som beskyttelse mod vejr og vind, eller som oftest for at klæde os og vores omverden. Men sådan er det ikke mere! Tøjet skal i fremtiden kunne meget mere end blot beskytte og afskærme os fra omverdenen og udtrykke vores stil og karakter. Tøjet skal kende os, tøjet skal måle os og vore omgivelser, tøjet skal give os information, kommunikere, beskytte og underholde os. Tøjet skal være både sjovt og funktionelt.
Teknologi, der forstår os
Vores opfattelse af teknologien er gået fra at være noget prætentiøst, i en sort boks, som mennesket må lære at agere med, til at den skal være usynlig, allestedsnærværende, indrette sig efter os, den skal være kontekstbevidst, affektiv, funktionel og let og intuitiv at interagere med. Teknologien forsvinder ind i vores omgivelser for at gøre disse intelligente og handlekraftige. Wearable computing, electronic-textiles, textronics (kært barn har mange navne) er en forlængelse af denne udvikling af teknologiens væsen. Teknologiens hastige udvikling har gjort det muligt at tilføre tøj elektroniske funktioner, uden dette mærkes på tøjets oprindelige egenskaber og kvalitet. Mikrochips med information og sensorer, der måler temperatur, lys, hjertebanken og andre stimuli fra dig eller omgivelserne. – Aktuatorer, der kan få stoffet til at lyse, bevæge sig, varme eller køle og spille musik, er i dag så små, at de kan væves ind i fibrene. Elektricitet kan ledes gennem fibre og information kan transporteres wireless.
Eksempler på elektronik, der kan integreres i tøj. Illustrationen er fra Interactive Wear
Tøj, der underholder os
I en underholdningens tidsalder går de fleste af os rundt med op til flere forskellige elektroniske apparater på os hver dag. Vi kan ikke finde mobilen når den ringer, er bange for at forlægge den nye MP3 spiller og bliver konstant viklet ind i ledninger. Underholdningsjakken eller tasken løser nu disse problemer ved at indbygge det hele i de tekstiler, vi alligevel bærer rundt på. Ved hjælp af trykfølsomme sensorer fungerer ærmet som display for MP3-spiller og telefon, mikrofon er indbygget i kraven og lyden transporteres til høretelefonerne via bluetooth. Eller hvad med en taske, i hvilken der automatisk tændes lys, når man stikker hånden ned i den, så man kan finde sine nøgler eller den lille mobiltelefon, hvis man da har husket den. Men også det er der nu råd for! Nemlig tasken, der ved aflæsning af RFID chips i dine genstande vil fortælle dig om du mangler noget i tasken, når du går ud af døren.
Jakke fra O’Neill med elektronik integreret af Interactive Wear
Definition af elektroniske tekstiler: Materiale med elektronisk funktionalitet og tekstil karakter.
Metoder: Bitte små elektroniske komponenter tilføjet et tekstil. Udvikling af tekstiler med elektroniske funktioner
Elektronikken bag tekstilet: Indvævning og indsyning af mikroelektronik så som:
Ledende fibre: Fibre, behandlet med et ledende materiale ex. sølv, så disse kan lede, måle og afgive elektroniske signaler.
Sensorer: sanser kroppens og omgivelsernes signaler så som lugt, temperatur, tryk osv. og transmitterer disse til en computer eller til nogle processorer, der producerer feedback.
Processorer: transformerer elektroniske signaler til fysiske reaktioner som ex. varme, lyd, lys osv.
RFID (Radio Frequency Identification): microchip, der indeholder information, som kan læses af en RFID-læser.
LED (Light-Emitting Diode): mikroskopiske lysdioder, der kan væves ind i tekstilets ledende fibre, så tekstilet får lysende funktioner. Placeres disse tæt ved siden af hinanden, kan de fungere som en fleksibel skærm.
Transport af information: via mikroantenner, bluetooth, wireless eller infrarød, kan tøjet modtage og afsende informationer uden kabelforbindelse
Teknologien forsvinder ind i tøjet, og tekstilerne bliver til medier. Hvad med et instrumentløst band, som ikke spiller playback? Første lydspor er lagt med den nye luftguitar, der spiller musik bare ved at bevæge fingrene hen over usynlige sensorer i trøjen. Luftguitaren er udviklet i Australien.
Tøj, der udtrykker dig og dit humør!
Joanna Berzowska, prof. i computerkunst ved Concordia University Montreal, eksperimenterer med interaktivt og foranderligt tøj, der ikke blot udtrykker din personlighed, men også dine forskellige tilstande i en omskiftelig hverdag. Tøjet reagerer på og ændrer sig efter din aktivitet og i forhold til dine omgivelser. Tøj skifter farve og form ved berøring og spiller musik ved bevægelse. På Philips forsker et lille designhold i at lave tekstiler, der fungerer som hud, og viderekommunikerer kroppens fysiske tilstand og reaktioner på omverdenen. Læs mere i artiklen A slipstream maker goes organic. Begge projekter arbejder langt fra markedspotentialer, efterspørgsel og realiserbarhed, men ideerne bag skal fungere som inspiration til, hvordan vi udnytter de potentialer, der ligger i tøjets tætte kontakt med brugeren – anytime, anywhere. Tøjet er derved det bedste bindeled mellem brugeren og dennes omgivelser.
Er du træt af at præsentere dig selv, fortælle din livshistorie osv., kan du have disse data liggende digitalt i en RFID chip i dit tøj, og den du står overfor vil med en mobil med RFID-læser kunne modtage dine oplysninger på sin skærm i form af billeder eller video med soundtracket til dit liv i baggrunden. Så slipper vi for alle de visitkort, der alligevel altid bliver væk.
Philips er for tiden i gang med at udvikle deres lysende intelligente tekstiler: Lumalive serien. Bagsiden af skoletasken
kan fungere som en digital skærm, hvor man kan spille små film eller vise offentligheden sine yndlingsbilleder, ærmet af trøjen kan som en rullende tekst kommunikere med omverdenen, eller dine sofapuder kan lyse i forskellige farver efter dit humør.
Se video af tekstilerne her
Ved mikroskopiske diodepærer (LED) placeret tæt ved siden af hinanden i tekstilet, der er behandlet så fibrene kan lede elektricitet, kan man i dag lave en simpel form for digital skærm, der er fleksibel og kan vaskes. Behandling af elektroniske tekstiler er et af de områder, der kalder på megen forskning og forbedring, for at disse funktionelle tekstiler vil kunne få deres virkelige gennembrud. Tøjet skal kunne vaskes gang på gang, farves, omformes, tåle grov behandling uden at elektronikken i det forringes. Hvem vil have gardiner, kjoler eller jakker, der ikke kan vaskes. Disse sjove funktioner kan dog også bruges til mere ’nyttige’ ting. Indbygget GPS kan spore barnet, der har det med at blive væk, eller lysdioderne kan indvæves i overtøjet som ekstra stærke reflekser.
Områder hvor elektronik indarbejdes i tekstiler:
- Militæret
- Outdoor- og sportstøj
- Sundhedssektoren og ældrepleje
- Patientovervågning
- Arbejdsbeklædning (sikkerhed)
- Interiør
- Logistik og styring
Definitioner på områder indenfor intelligente tekstiler af firmaet Interactive Wear
Tøj, der måler og vurderer dig
Det lyder jo meget sjovt det hele, men når nu det er så vældig smart, hvordan kan det da være, at butikkerne ikke bugner af det? Det er der flere årsager til. Teknologien er endnu meget dyr, og selvom man gør fremskridt i problemer omkring vaskbarhed og holdbarhed, er der stadig problemer med proportionerne mellem tøj og teknologi. Nogle får oftere ny mobiltelefon end de skifter jakke, og andre går ikke i det samme tøj mere en et par måneder. Derfor er markedet for teknologi indbygget i tøj især voksende indenfor ex. outdoor- og sportsstøj, der ikke udskiftes ud så ofte. Eksempelvis skijakker med indbygget GPS og sensorer, der overvåger position og bevægelser. Ved voldsomme fald alarmerer en radiosender den nærmeste redningscentral med en sms om skiløberens position.
Elektronikken kan bruges til at monitorere sportsudøvere for at kortlægge og forbedre deres præstationsevne. Via sensorer i tøjet måles bærerens fysiske tilstand som hjerteslag, blodtryk, svedproduktion, temperatur osv., og bevægelsesmønstre og fysiske præstationer kortlægges og gemmes.
Men det er ikke kun professionelle sportsudøvere, der kan få glæde af den nye teknologi. Til en overkommelig pris kan fritidsjoggeren nu erhverve sig de nye Nike+iPod løbesko, som via en lille sensor i skoene måler løbeturen og tempoet. Oplysningerne sendes direkte til din iPod, som ikke blot rapporterer live, men også tilpasser musikken efter tempo, og sammenligner med tidligere løbeture. Gennem et forum på nettet sammenlignes præstationen med løbere fra hele verden.
Tøj med kærlighed og tøj med vold
De intelligente tekstiler giver os mulighed for over store afstande at kommunikere på nye og fysiske måder. Giv børnene en strålende godnathilsen eller en lys opvågning med en sms til den lysende hovedpude, eller send et klem til en du savner, gennem The Hug Shirt.
Via sensorer i blusen mærker denne, hvor og hvor hårdt du klemmer og kropstemperaturen, der sendes til den savnedes bluse, hvis processorer videregiver knuset.
Eller hvad med denne no-contact jacket, som er udviklet til kvinder i USA. Når brugeren aktiverer jakken sendes elektroniske impulser af 80,000 volts low ampere gennem jakken lige under dens overflade, og voldsmanden vil hurtigt være skræmt væk.
Tøj, der gør arbejdet lettere og sikrere
Teknologi i tøj er ikke kun til sjov og ballade. Indenfor arbejdstøj og uniformer, der holder længe, og hvor teknologien kan øge sikkerheden og optimere arbejdsprocessen, investeres der mange penge i funktionelt tøj. Det er tidsbesparende og skab
er stor frihed for vejarbejderen, bygningsarbejderen eller politimanden, at han ikke skal bikse med walkie-talkie, mobiltelefon og headset, men at det hele er indbygget i uniformen. Squidlabs i USA har udviklet et intelligent reb, der via indbyggede sensorer, måler strækket i rebet og kommunikerer, hvis det er ved at knække.
Teknologien kan også redde liv.
I et samarbejde har Falck, Viking og Systematic Software Engineering, udviklet en prototype af IP FireFighter: fremtidens brandmandsuniform med indsyede sensorer og GPS, der måler puls, temperatur, iltbeholdning og position og via en radiosender øjeblikkeligt giver brandchefen besked, hvis brandmændene udsættes for livsfare. Gennem højtalere i hjelmen kan han omdirigere røgdykkerne efter behov og trække dem ud inden ilden bliver for stærk og røgen for tyk.
Tøj for livet
Netop et område som sundhed og sikkerhed, er folk villige til at betale for. Her har elektroniske tekst
iler store potentialer. Det amerikanske firma Sensatex har udviklet SmartShirt system, der fungerer via en teknologi de kaldet interconnection technology. Det er et system, hvor sensorer, der måler hjerterytme, åndedræt, respiration, kropstemperatur og kalorieforbrænding er forbundet i et netværk, der monitorer brugeren og holder denne informeret om fysiske tilstande på et display på et armbåndsur eller mobilen. Alle data transmitteres trådløst til pc’en derhjemme eller til lægens computer. På den måde kan man i sundhedssektoren spare ex. hospitalspladser eller plejehjemsboliger, ved at monitorere patienten hjemmefra. Teknologien bruges også i små veste til ny- og for tidligt fødte babyer, og kan forhindre vuggedød.
Tekstiler i felten
Alle disse sjove, underholdende og til tider meget praktiske funktioner er desværre som tidligere nævnt endnu dyre og derfor ikke særlig udbredte. Som det oftest er med teknologi, er et af de steder, hvor der ligges flest penge i udvikling også indenfor intelligente tekstiler hos militæret. Mange af de ovennævnte teknologier og muligheder, er inspireret af opfindelser, der oprindeligt er gjort indenfor militæret. Institute of Nano Soldier på MIT (Massachusetts Institute of Technology) er et af de førende institutter. Her arbejdes for tiden på at udvikle uniformer, der monitorerer soldater i marken, lokaliserer dem, og informerer om den såredes placering, tilstand og om et skuds præcise placering på kroppen, så man kan komme de hårdest tilskadekomne til undsætning først. På sigt skal de intelligente uniformer kunne udøve førstehjælp som ex. hjertemassage. Uniformerne kan, som kamæleonen, skifte farve og camouflere soldaten efter omgivelserne. US Army udvikler desuden udstyr med indvævede akustiske sensorer, som afslører støj fra fjendtlige tropper.
Tekstiler – mere end tøj
I vores hverdag er vi konstant omgivet af og i berøring med mange forskellige former for tekstiler, der kan tilføres funktioner ved hjælp af teknologi. Ovennævnte teknologi kan ex. indlejres i gulvtæpper, således, at gulvtæppet automatisk slår alarm til ambulancecentralen, hvis en krop ligger urørlig på tæppet. Eller der slås alarm til politicentralen, hvis et gulvtæppe betrædes, når man ikke er hjemme. To tyske firmaer Vorwerk Teppichwerke og Infineon Technologies har i fællesskab udviklet en prototype af et multifunktionelt tæppe: Thinking Carpet, der måler og aktivt reagerer på vores daglige færden. Via Mikro Elektro-Mekaniske Systemer (MEMS): sensorer, lysdioder og andre teknologier, der er forbundet til bygningens centralcomputersystem, styres alt lige fra lys, temperaturer, kaffebrygning og medier automatisk af færden på tæppet. Tæppet skulle ifølge udviklerne være på vej på markedet.
Eller i en fremtidig version, ville det da være skønt om alle tekstiler lige fra bussædet foran dig til gardiner eller tøj, kunne fungere som elektroniske fjernsyns- eller computerskærme. Eller hvis borddugen var elektronisk, så man kunne spille spil og vise familiens billeder frem på den under middagen!
Selvom der stadig er langt til disse funktionelle og dyre intelligente tekstiler, vi ser indenfor sundhedssektoren, professionelle sportsudøvere og militæret, at er prisen for teknologi en af de hurtigst faldende i verden.
I arbejdet med elektroniske tekstiler, kan det derfor godt betale sig at søge inspiration i disse sektorer for at finde på nye gode ideer – inden man får udviklet dem, skal teknologien nok falde i pris. Der er dog stadig mange problematikker ved brugen af elektronik i tøj, som gør at dets udbredelse i butikkerne endnu ikke er helt proportionelt med alle de potentialer der her er skitseret.
Intelligente tekstile netværk
Fremtidens udfordring indenfor elektroniske tekstiler bliver at skabe et bedre netværk mellem tøjet/tekstilerne og vores omgivelser så som underholdnings-, kommunikations- og informationssystemer og med vores omgivelser, i hvilke teknologien også bliver allestedsnærværende. Til sammen skal genstandene udvikle værdier, der er større end summen af deres respektive egenskaber. Omgivelserne skal således skabe en ambient intelligens omkring os, der forstår og reagerer på os.
Den største udfordring er ikke længere at skabe tøj og ting med komplicerede funktioner, men det svære består i at få disse til at forstå og afkode de situationer af mangfoldige og komplekse indtryk vi færdes i, og i at få dem til at omsætte disse til meningsfulde reaktioner i samarbejde med omgivelserne. Til dette må man udnytte tekstilernes potentialer idet disse er i konstant berøring med os, er tæt på og dækker det meste kroppen, hvorved det vil være det bedste medie til såvel måling som feedback. Tekstilerne er en naturlig og vigtig del af vores hverdag, og uden at kræve vores opmærksomhed, vil disse kunne skabe en intim interaktion mellem mennesket og de intelligente systemer.
Problematiske forskelle mellem elektronikkens og tekstilernes egenskaber:
Elektronik: Hård, Rigid, Sensibel og skrøbelig, Dyrt, Elektronik udvikles hurtigt og skal kunne opgraderes, Elektronik er dyrt og udskiftes ikke hvert halve år Tekstiler
Tekstiler: Blød, Sensitiv, Tåler bearbejdning og vask, Billigt, Tøj kan holde i mange år, Tøj skifter efter moden,
Tekstilerne under udvikling
Mange af de produkter og projekter der her i artiklen er fremhævet er endnu blot på tegnebrættet, og som skitseret er der endnu mange problematikker, eller skulle man nærmere sige udfordringer, indenfor elektroniske tekstiler, der skal løses og forbedres. Der findes mellem tekstiler og elektronik mange modstridende egenskaber, man skal forsøge at inkorporere og tilpasse hinanden.
Kun derved vil de to brancher kunne udnytte deres fulde potentiale, og samtidig have markedspotentialer for den almene forbruger.
Vidensbanken for intelligente tekstiler har som målsætning, at være med til at løse disse problemer ved at oplyse og vidensdele mellem markedets producenter, forskere, designere og eksperter, så man i fællesskab kan udvikle og optimere potentialet for udviklingen af intelligente tekstiler i Danmark.
Hvor dette felt vil føre hen, kan vi ikke spå om, men ved at informere om nye tendenser, teknikker og produkter vil vi her i vidensbanken forsøge at holde dig opdateret med den viden, der er nødvendig, for at du selv kan komme på ideer og teknikker til fremtidens produkter. Mange af de produkter, områder og problematikker, der her er skitseret vil desuden blive grundigere behandlet i mere specifikke artikler snarest muligt.
Læs mere om produkterne her: Underholdningsjakken, Tasken med lys i, Luftguitar, Lumalive, Joanna Berzowska, Nike og iPod, Hug Shirt, No Contact Jacket, IP FireFighter, SmartShirt System, Institute For Soldier Nanotechnologies, Thinking Carpet, Interactive Wear
Af: Lea Schick
Alt for sejt:)