Išmanieji drabužiai: masažuojanti liemenėlė, šviečiantis lietpaltis ir nuotaiką atspindinti suknelė

Apie tai, kokiose situacijose jie gali pagelbėti, kaip palengvina kasdienybę, kalbamės su Vaida Dobilaite, Kauno technologijos universiteto Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto Medžiagų inžinerijos katedros docente.

Dažnai vartojame apibūdinimą „protinga“ apranga, tačiau ne visi žinome, ką ši sąvoka reiškia.

Tai naujos kartos drabužiai, interaktyviai sąveikaujantys su aplinka, jie gali priimti aplinkos dirgiklius ir reaguoti į juos. Kitaip tariant, jei pasikeičia aplinkos temperatūra, drėgmė, slėgis, magnetinis laukas, ultravioletinių spindulių, radiacijos, cheminės taršos, triukšmo lygis, drabužis geba pajusti šį pokytį ir, nelygu gaminio „protingumas“, atitinkamai reaguoti – pakeisti spalvą, tūrį ar kitas fizikines savybes.

Pavyzdžiui, išmanusis lietpaltis, be to, kad saugo žmogų nuo nepalankių oro sąlygų, lietui lyjant ima švytėti: kuo smarkiau lyja, tuo daugiau šviesos jis skleidžia. Tokį lietpaltį dėvintis žmogus labiau matomas ir dėl to saugesnis liūties metu, kai blogas matomumas. Arba žalias paltukas gatvėje taps rožinis, o namuose vėl žalias – taip termochrominės apdailos tekstilės medžiaga sureaguos į skirtingą patalpos ir lauko temperatūrą.

Drabužio pasikeitimas gali būti ir nematomas, jei pokytis įvyksta molekuliniu lygiu. Pavyzdžiui, kai aktyviai sportuodamas žmogus ima prakaituoti, „protingi“ marškinėliai neleidžia jam perkaisti, sugeria perteklinę šilumą, sukurdami optimalų mikroklimatą tarp kūno ir drabužio. Išmanieji drabužiai gali ne tik jausti dirgiklius, bet ir prisitaikyti prie pasikeitusių aplinkos sąlygų. Jei staiga atšalo, aktyvuojamas juose esantis šilumos šaltinis, jeigu aplinkoje užfiksuojamas pavojingas toksinų kiekis, sandarinama aprangos sistema ir panašiai.

Drabužis gali reaguoti ne tik į aplinką, bet ir į žmogaus nuotaiką ar veiklos pobūdį. Masažuojamoji liemenė padės geriau pasijusti stresinėje situacijoje, kai jausite įtampą. Kinetinėje suknelėje išryškės širdučių ornamentas, kai sutiksite jums patinkantį žmogų. Pavyzdžių, įrodančių, kad šiuolaikiniai drabužiai peržengė įprasto panaudojimo ribas, yra labai daug.

– Į kokias pagrindines grupes galima suskirstyti išmaniuosius drabužius?

– Dažniausiai jie skirstomi pagal taikymo sritis: sveikatos priežiūros, pramogų, sporto, komunikacijos, apsaugos, aplinkos valdymo ir kitų sričių išmanioji apranga. Galima grupuoti ir pagal gaminyje pritaikytų technologijų sudėtingumą, pastaroji klasifikacija labiausiai atskleidžia, kaip išmanieji drabužiai išplėtė įprastą drabužio utilitarinę, estetinę, socialinę, informacinę funkciją.

Mažiausiai „protinga“ apranga geba išmatuoti žmogaus aktyvumą, nustatyti sudegintų kalorijų kiekį, kitus rodiklius ir surinktus duomenis pateikti vartotojui. Marškinėliai, pasiūti iš medžiagos su mikrojutikliais, registruoja žmogaus kūno šilumą, kvėpavimo dažnį, širdies ritmą ir praneša dėvėtojui, kad jis pavargęs, per daug įsitempęs, padidėjusi miokardo infarkto tikimybė. Pakitusi kūdikio drabužėlio spalva informuoja tėvus, kad vaikui pakilo temperatūra.

Išmanesnė apranga ne tik teikia informaciją, bet ir reaguoja, sukurdama tiesioginį grįžtamąjį ryšį tarp vartotojo ir drabužio. Laikyseną koreguojantis diržas kiekvieną kartą, kai žmogus netaisyklingai sėdi, stovi ar eina, ima vibruoti, kad dėvėtojas koreguotų savo laikyseną.

Dar aukštesnio lygio apranga yra asmeninės pagalbos teikėja, ji atpažįsta susidariusią situaciją, vartotojo poreikius ir automatiškai teikia paramą ar informaciją. Pavyzdžiui, drabužis, kuriame, be įvairių jutiklių, yra įmontuotas šviesos diodų ekranas ir garsiakalbiai, įvertina, kokios emocinės būsenos yra drabužį dėvintis asmuo, ir pradeda jam siųsti iš anksto įrašytas draugų žinutes, mėgstamą muziką ar vaizdus, kurie galėtų pagerinti nuotaiką, palaikyti ar motyvuoti. Apranga gali stebėti žmogų, jam padėti ir net reguliuoti emocijas ar elgesį.

– Kokiose srityse išmanieji drabužiai atlieka svarbiausią vaidmenį?

– Išskiriamos dvi sritys, kuriose jie labiausiai reikalingi, naudingi, sukuria realią vertę – tai sveikatos priežiūra ir didesnės rizikos veikla užsiimančių darbuotojų apsauga. Gaminių įvairovė medicinos sektoriuje iš tiesų didelė – nuo laikysenos nukrypimus koreguojančios aprangos iki liemenėlės, informuojančios apie krūties vėžio riziką, ar vaistus išgerti primenančio drabužio.

Populiariausias šioje srityje – pagrindinių sveikatos būklės parametrų registravimas. Biometrinis drabužis sudaro sąlygas išmatuoti daugiau kaip 30 sveikatos būklę nusakančių širdies ir plaučių veiklos funkcinių rodiklių, taigi puikiai tinka ir diagnozuoti susirgimą, ir stebėti paciento būklę.

Svarbu tai, kad šie duomenys gali būti renkami ilgą laiką dėvėtojui įprastoje darbo ar poilsio aplinkoje, tai yra gaunami tarsi nepastebimai. Juk užsiimti kasdiene veikla vilkint išmaniuosius marškinėlius ne tas pats, kas lankytis medicinos įstaigoje, kad būtų užrašyta elektrokardiograma, atlikti kiti tyrimai. Be to, duomenis belaidžiu ryšiu perduodant medicinos centrui, sudaromos sąlygos vykdyti nuolatinę paciento priežiūrą, operatyviai suteikti pagalbą kritinėje situacijoje.

Šis principas taikomas ir apsauginėje aprangoje, skirtoje žmonėms, dirbantiems didesnės rizikos darbus (gelbėtojams, policininkams, ugniagesiams). Svarbu darbuotojus ne tik fiziškai apsaugoti nuo žalingo aplinkos poveikio (pavojingų atmosferos reiškinių, cheminių medžiagų, aukštos temperatūros, radiacijos), bet ir stebėti jų būseną ekstremaliose situacijose, kai patiriama didelė įtampa ir gali ištikti infarktas.

Apsauginėje aprangoje integruoti jutikliai ir vykdikliai, kurie dėvėtoją ir kontrolės centrą įspėja apie pavojų gerokai anksčiau, nei pasiekiama kritinė riba. Taip galima išgelbėti darbuotojo gyvybę. Be to, šioje aprangoje integruojamos įvairios sistemos, kurios atsitikus nelaimei žmogui padėtų išgyventi, kol atvyks gelbėtojai. Taip pat yra pasaulinė vietos nustatymo sistema, leidžianti tiksliai žinoti nukentėjusiojo buvimo vietą.

Apsauginė apranga aktuali ne tik tam tikrų specialybių darbuotojams, bet ir kiekvienam iš mūsų: ji gali padėti apsisaugoti ir nuo užpuolimo gatvėje, ir nuo teroristų atakos – pastaruoju atveju įspės, kad kažkur netoli yra sprogstamoji medžiaga, gavus tokią žinutę būtų išmintinga iš esamos vietos skubiai pasišalinti.

Kas nors galbūt norės turėti asmeninio sekretoriaus funkcijas atliekantį kostiumą, nes tai padės lengviau įsitvirtinti darbo rinkoje. O kažkam užteks ir marškinėlių, leidžiančių apkabinti per atstumą, pajusti toli esančio artimojo švelnumą ir taip palaikyti emocinį ryšį su brangiu žmogumi.

– Su kokiais mūsų naudojamais išmaniaisiais prietaisais drabužiai būna susieti?

– Paprastai su išmaniaisiais telefonais. Pavyzdžiui, marškinėliai, registruojantys žmogaus sveikatos būklę ir elgesį apibūdinančius parametrus (kvėpavimo dažnį ir tūrį, kūno temperatūrą, prakaitavimo lygį, pulsą, raumenų tonusą, kraujospūdį, kūno laikyseną), belaidžiu būdu perduoda duomenis į telefoną, kuriame yra speciali programėlė, leidžianti duomenis išsaugoti, analizuoti rezultatus, laikui bėgant stebėti pokytį, gauti profesionalias konsultacijas.

Galimi ir kitokie sąsajų variantai. Pritaikius sveikatos būklės registracijos technologiją pilotų aprangoje, duomenys perduodami lėktuvo valdymo sistemai: jei piloto sveikata sutrinka, įsijungia automatinis skrydžio valdymas. Ryšys tarp stak­lių ar kitokių įrengimų ir darbo drabužyje integruoto alkotesterio neleidžia veikti mechanizmams, kai darbuotojas neblaivus.

Medicininiais tikslais dėvimi išmanieji drabužiai gali siųsti duomenis į specialius sveikatos priežiūros centrus, kuriuose juos analizuoja specialistai, galintys įžvelgti ligų raidos tendencijas, vykdyti prevenciją. Išmanieji drabužiai dažnai yra sistemos dalis ir sąsajų su kitais sistemos elementais įvairovė išties didelė.

– Ar šiuos drabužius sunkiau prižiūrėti nei įprastus, ar jie praktiški, patogūs?

– Išmaniesiems drabužiams keliami tokie patys patogumo, estetikos, saugos, kokybės reikalavimai kaip ir tradicinei aprangai. Jau dabar yra techninių galimybių kurti puikiai dėvimus gaminius, nes jutikliai, vykdikliai gali būti mikrometro dydžio, integruoti į medžiagą kaip neišardoma tekstilinės struktūros dalis.

Žmogus, dėvėdamas drabužį, jų nei mato, nei jaučia. Palyginkite: žmogaus plauko skersmuo yra 70–100 mikrometrų, o elektroninė tekstilė gali būti gauta įaudžiant metalinį siūlą, kurio skersmuo 1–80 mikrometrų.

Išmaniojo gaminio priežiūros etiketėje rasime ne tik gerai žinomus skalbimo, lyginimo, valymo ženklus, bet ir kitokius, pavyzdžiui, kad prieš skalbiant reikia išimti maitinimo elementą. Galbūt neįprasta keisti drabužio maitinimo elementus ar prijungti jį prie energijos šaltinio ir įkrauti kaip mobilųjį telefoną arba fotoaparatą, bet tai gali tekti padaryti, jeigu aprangoje adaptuoti netekstiliniai elektronikos komponentai.

Tobulėjant technologijoms, aprangoje įdiegta elektronika dengiama vandeniui nelaidžiomis medžiagomis, įdedama į kapsules, randama kitokių būdų, leidžiančių prižiūrėti gaminį taip, kaip esame įpratę. Mokslininkai siekia sukurti tokią elektrinėmis savybėmis pasižyminčią medžiagą, kuri įsikrautų, tai yra gautų didžiąją dalį reikalingos energijos, būtent skalbimo metu. Nepamirškime ir laukiamų inovacijų drabužių priežiūros srityje: išmanioji skalbyklė pati „atpažins“ gaminį ir žinos, kaip jį skalbti.

Noriu atkreipti dėmesį, kad išmanusis drabužis dažniausiai turi išsamią instrukciją, kurioje ne tik parašyta, kaip jį prižiūrėti, bet ir kokios inovatyvios technologijos taikytos, kokia šio drabužio pridėtinė vertė. Tikiuosi, kad tai paskatins žmones ne tik domėtis naujais mokslo laimėjimais, bet ir sąmoningai, atsakingai vartoti, atsisakyti greitosios mados produktų, sukeliančių daug aplinkosaugos problemų.

– Ar ateityje ši apranga gali būti dėvima masiškai?

– Jau dabar pasauliniu mastu išmaniųjų drabužių parduodama daugiau nei milijonas. Prognozuojama, jog per ateinančius penkerius metus bus peržengta 10 milijonų riba. Nereikia baimintis, kad išmanieji drabužiai pamažu pakeis paprastus. Tiesiog turėsime didesnę pasirinkimo galimybę.

Didėjanti pasiūla, be abejo, mažins išmaniųjų drabužių kainas, kurios dabar labai įvairios. Pavyzdžiui, vakarinė suknelė, pasiūta iš medžiagos, užpildytos mikroskopiniais šviesos diodais, kainuoja apie 3500 eurų. Ši suknelė išties įspūdinga: kibirkščiuoja, žėri ir apie moterį kuria magišką, dinamiškai kintančią aureolę.

Paprasčiausius marškinėlius, reaguojančius į išorinį garsą (priklausomai nuo jo stip­rumo keičiasi vaizdas šviesos diodų ekrane), galima įsigyti vidutiniškai už 19 eurų.

Laisvalaikio striukė su integruota šilumos tiekimo ir valdymo sistema, leidžiančia pačiam vartotojui kontroliuoti šilumos kiekį (įjungti arba išjungti papildomą striukėje esantį šilumos šaltinį, keisti temperatūros režimą), kainuoja apie 280 eurų. Šios striukės šildomasis sluoksnis sudarytas iš sidabro ar labai plonų nerūdijančiojo plieno pluošto siūlų tinklo, viršutinė medžiaga nepraleidžia vandens, yra neperpučiama, sujungimo vietos sandarios, nes detalės sujungtos siūlių klijavimo būdu, yra galimybė kelis drabužius sujungti į vieną (šildančią striukę su pirštinėmis, kelnėmis, kojinėmis).

– Kuriuos iš išmaniųjų drabužių jau galima įsigyti?

– Galima nusipirkti nemažai aktyvaus laisvalaikio, sporto gaminių. Sportininkai žino tekstilinius krūtinės diržus, registruojančius širdies darbo parametrus. Daugelis gamintojų siūlo įsigyti šią funkciją turinčius marškinėlius, sportinę liemenėlę.

Mėgstantiesiems važinėti dviračiu pravers dviratininko pirštinės su iš šviesos diodų suformuotomis rodyklėmis, kurios paspaudus mygtuką ima ryškiai šviesti ir mirksėti. Jos matomos 150 metrų atstumu, taip padidinamas dviratininko rankų signalų matomumas.

Galite turėti ir sportinius batelius, kurių paduose sumontuota jutiklių sistema, matuojanti vartotojo judėjimo laiką, intensyvumą, kartojamų judesių skaičių, sudegintų kalorijų kiekį; ir netgi kojines, kurios suskaičiuos jūsų žingsnius, parodys maršrutą, kuriuo ėjote, greitį, įveiktą aukštį, sudegintas kalorijas, pėdų statymo taisyklingumą.

Jei prieš manevrą ranka nenorite rodyti įspėjamųjų signalų, tai už jus gali padaryti išmanioji kuprinė. Turėdami tokią kuprinę galėsite kitiems eismo dalyviams rodyti ne tik informacinius ženklus, bet ir emocijas perteikiančias žinutes, pavyzdžiui, padėkoti, kad praleido. O gal geriau kuprinė su saulės elementais?

Žygyje nereikės sukti galvos, kur įkrauti telefoną arba nešiojamąjį kompiuterį, užteks prijungti prie kuprinėje esančio elemento.

Galite nusipirkti ir biometrinius marškinėlius: išmaniajame telefone matoma elektrokardiograma leis stebėti širdies ritmą, kvėpavimo dažnio ir tūrio parametrus – išmokti kontroliuoti kvėpavimą, padidinti našumą, sumažinti stresą, išvengti hiperventiliacijos ir apnėjos, žinosite savo fizinį aktyvumą. Šiuos marškinėlius galite naudoti ir kaip miego stebėjimo prietaisą.

Lietuvių mokslininkų projektai

Daugiausia projektų, finansuojamų ES lėšomis, vykdoma apsauginės aprangos srityje. Pavyzdžiui, projektas SmartFire, kuriuo siekiama patobulinti ugniagesių aprangą, pritaikyti jai informacines ir ryšių technologijas. Aprangoje bus integruoti jutikliai, matuojantys aplinkos parametrus ir gyvybines žmogaus funkcijas, įdiegtos saugos požiūriu svarbios lokalizavimo, duomenų perdavimo ir vizualizacijos sistemos, leidžiančios nustatyti ugniagesio buvimo vietą ir nusiųsti įvykio duomenis į valdymo ir kontrolės centrą.

Lietuvos mokslininkai ir pramonės įmonių atstovai kartu su partneriais iš Olandijos, Belgijos, Danijos, Italijos, Šveicarijos, Didžiosios Britanijos, Vokietijos dalyvavo vykdant projektą „Reaguojantys į aplinką apsauginiai drabužiai pramonės darbuotojams (PROSPIE)“, skirtame kurti ir gaminti naujos kartos asmeninės apsaugos priemones. Sukurta aplinkos temperatūrą bei darbuotojo fiziologinius parametrus (odos temperatūrą, šilumos srautą ir širdies dažnį) matuojanti apranga, kuri, užfiksavus leistiną ribą viršijančią temperatūrą ar širdies ritmo sutrikimus, siunčia garsinius, vibracijos bei šviesos įspėjamuosius signalus. Dėl to ir pats darbuotojas, ir darbus prižiūrintys asmenys gali stebėti sveikatos būklę ir kilus pavojui nedelsiant imtis reikiamų veiksmų.

Turime ir pirmą lietuvišką širdies ritmo ir kitų fiziologinių parametrų bei fizinio aktyvumo stebėjimo sistemą iPulsus®, sukurtą bendradarbiaujant AB „Audimas“, UAB „Baltec CNC technologies“, UAB „De Futuro“, Kauno technologijos universitetui ir Lietuvos sporto universitetui. Šią sistemą, kurią sudaro tekstilinis krūtinės diržas ir elektroninis širdies darbo stebėjimo įrenginys, gali naudoti ne tik pavieniai asmenys, ji yra įdiegta keliuose sporto klubuose, nes tai efektyvus trenerio pagalbininkas, leidžiantis stebėti ir valdyti grupės sportuojančiųjų fizinį aktyvumą realiu laiku.

Šaltinis: Šeimininkė