پارچه‌های هوشمند و رسانا چگونه صنعت پوشیدنی و پزشکی را متحول می‌کنند؟

توسط خرداد 21, 1400 اخبار فناوری

برای نزدیک به یک سده و نیم، از اواسط سده ۱۸۰۰ میلادی تا اواخر سده ۱۹۰۰، صنعت پوشاک اصلی‌ترین و بزرگ‌ترین صنعت تولیدی نیویورک به حساب می‌آمد. در این شهر لباس‌هایی بیشتر از هر نقطه دیگر در جهان تولید می‌شد و نیویورکی‌ها هم بیشتر از اینکه سر از مشاغل دیگر درآورند، به کار در صنعت پوشاک مشغول بودند.

پارچه‌های هوشمند و رسانابه جلو می‌رویم تا به دوران کنونی برسیم. در فاصله ۱۰ مایلی از جایی که یک قرن پیش منطقه مخصوص تولیدی‌های پوشاک بود، در ساختمانی قدیمی در بروکلین، حالا استارتاپی به نام Nextiles یافت می‌شود که می‌خواهد با نوآوری‌های خود، دورانی تازه از صنعت پارچه و دوخت را رقم بزند. و گرچه این منطقه از نیویورک در دورانی نه‌چندان دور وعده تولید لباس‌هایی را می‌داد که صاحبان‌شان را هوشمند نشان می‌دادند، Nextiles به استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته و تحسین‌برانگیز روی آورده که خود لباس‌ها را هوشمند می‌کنند.

«جرج سان»، مدیرعامل و هم‌موسس نکستایلز در مصاحبه با خبرگزاری Digital Trends می‌گوید: «مواد مورد استفاده‌ ما اساسا از پارچه ساخته شده‌اند. ما همچنان از پلی‌استر استفاده می‌کنیم، از نایلون استفاده می‌کنیم، همچنان می‌توانیم از کتان و چرم استفاده کنیم، اما به آن‌ها خاصیت رسانایی می‌بخشیم. وقتی اشیاء رسانا می‌شوند، مشخصا قادر به انتقال الکتریسیته هستند و اینجاست که وارد دنیای مهندسی برق و سخت‌افزار می‌شوید، مگرنه؟ به محض اینکه بتوانید الکترون‌ها را به حرکت درآورید، می‌توانید از قواعد بنیادین این حوزه بهره‌مند شوید: مقاومت،‌ ظرفیت خازنی، القاگرها، ترانزیستورها و چیزهایی از این دست. آنچه می‌خواهم بگویم این است که ما داریم موادی نیمه‌هادی، در فرم پارچه می‌سازیم.»

نکستایلز در سال ۲۰۱۸ تاسیس شد. پارچه هوشمند این شرکت که با حمایت بنیاد علوم ملی آمریکا ساخته شده، پتنتش به ثبت رسیده – و بله، با ماشین لباسشویی هم شسته می‌شود- از تکنولوژی سنسور پیشرفته‌ای بهره می‌برد که طراحی شده تا به صورت بلادرنگ، داده‌های بیومتریک و بیومکانیکی را از طریق بلوتوث دریافت کند. پارچه‌های این شرکت با لایه‌ای از مواد رسانا مانند فلز ضد زنگ پوشانده می‌شوند و به این ترتیب قادر به جمع‌آوری و مخابره داده هستند.

جمع کردن تمام این الیاف در کنار یکدیگر و تبدیل‌شان به آنچه سان «یک سیستم بزرگراه متشکل از رشته‌های رسانا» می‌خواند، انبوهی از فرصت‌های تازه برای جمع‌آورده داده از بدن انسان فراهم خواهد آورد. در حال حاضر این پارچه‌ها برای ورزشکاران ساخته می‌شوند، اما یک روز می‌توانند باعث شوند که لباس‌های همه ما شکلی هوشمند به خود بگیرند. هیچوقت دلتان خواسته که قادر به صحبت با مایوی شنای خود باشید؟ شانس با شما یار است!

تکنولوژی متمرکز بر انسان

وقتی صحبت از پردازش در فرم دیوایس‌های پوشیدنی باشد، با گستره وسیعی از محصولات مختلف روبه‌رو می‌شویم. پوشیدنی هوشمند معمولا به تکنولوژی کامپیوتری گفته می‌شود که به هر جایی قابل حمل است و دقیقا در نقطه مقابل کامپیوترهای دسکتاپ یا کامپیوترهای قدیمی‌تر که اتاقی کامل را اشغال می‌کردند، قرار می‌گیرد. یک موبایل هوشمند را با ارفاق فراوان می‌توان نوعی پوشیدنی در نظر گرفت (خصوصا زمانی که به بازوی دوندگان بسته می‌شود). ایربادها قطعا پوشیدنی هستند. یک ساعت هوشمند هم پوشیدنی است. بنابراین می‌توان ایمپلنت‌های هوشمند و عینک‌های هوشمند را هم پوشیدنی به حساب آورد.

هرکدام از این دیوایس‌ها کارکردی متفاوت از دیگری دارند و نیازمند رابط‌های کاربری و تجربیات کاملا متفاوت هستند تا از پتانسیل‌هایشان به بهترین شکل استفاده شود. آنچه این دیوایس‌ها را به یکدیگر شبیه می‌کند -گذشته از ابعاد کوچک‌شان- اینست که چطور به گفته دان نورمن، متخصص تجربه کاربری، درون تکنولوژی متمرکز بر انسان جای می‌گیرند. تکنولوژی متمرکز بر انسان به معنای تکنولوژی‌ است که در پس‌زمینه ناپدید می‌شود، به جمع‌آوری داده می‌پردازد و بدون اینکه نیاز به تمرکز محسوس بر خود تکنولوژی باشد، پشتیبانی لازم را فراهم می‌آورد.

پوشیدنی‌ها باید شکلی از تکنولوژی باشند که به بدن متصل می‌شوند و دائما ماهیت تکنولوژیک‌شان را به ما هشدار نمی‌دهند. همانطور که «مانفرد کلاینز» و «نیتن کلاین»، دو محققی که عبارت «سایبورگ» را در سال ۱۹۶۰ میلادی ساختند می‌گویند، مفهوم مدنظرشان از هیبرید ماشینی-انسانی به معنای «ارگانیسمی پیچیده که به صورت غیر ارادی بهبود یافته و به شکل ناخودآگاه، به عنوان یک سیستم هوموستاتیک یکپارچه عمل می‌کند».

ایده استفاده از مواد هوشمند در دهه ۱۹۶۰ میلادی به محبوبیت رسید و شامل مثال‌های زیادی از تلاش دانشمندان برای ساخت چنین موادی بودیم: از مواد حافظه‌دار برای حالت گرفته تا ژل‌های پلیمریک و لنزهای فوتوکرومیک که باعث می‌شدند عینک‌ها زیر نور خورشید تیره شوند. تمام این‌ها شامل موادی بودند که می‌توانند محرک‌های محیطی را حس کنند و به طرف مختلف خودشان را تطبیق دهند. البته رفتار این مواد شکلی فعالانه ندارد و به همین خاطر نمی‌توانیم آن‌ها را حقیقتا هوشمند به حساب آوریم.

شکلی متفاوت از پوشیدنی‌ها

پارچه‌های هوشمند و رسانابا این همه، در پایان قرن بیستم میلادی بود که محققان در حقیقی‌ترین شکل ممکن شروع به بررسی چگونگی تعبیه قطعات الکترونیکی درون پارچه‌ها و دیگر منسوجات کردند تا پتانسیل‌های نسل جدید را در آن‌ها به وجود آورند. بازار پوشیدنی‌ها امروز به بلوغ بسیار بیشتری رسیده است. بنابر پژوهشی که اخیرا صورت گرفته، عرضه محصولات پوشیدنی هوشمند در سراسر جهان طی سال ۲۰۲۰ میلادی به ۲۶۶.۳ میلیون واحد رسید که حدودا با جمعیت کشور اندونزی برابری می‌کند.

اما سان علاقه‌ای به مقایسه لباس‌های هوشمند یا پوشیدنی‌هایی که امروز در اختیار داریم نشان نمی‌دهد. «مردم به ساعت‌های هوشمند امروزی نگاه می‌کنند و به این ترتیب نوعی پیش‌داوری مشخص دارند.» او ادامه می‌دهد: «آن‌ها همواره می‌پرسند که اوه، محصول شما می‌تواند کالری من را اندازه بگیرد؟ می‌تواند محتویات عرق من را شناسایی کند؟ و پاسخ ما اینست که محصول‌مان قادر به کارهای بسیاری بیشتری نسبت به این‌هاست. ما داریم سعی می‌کنیم که حرکات بیومکانیکی را اندازه بگیریم: ما می‌توانیم زوایا، گشتاور و رگ به رگ شدن را اندازه‌گیری کنیم.»

امکان پایش تمام ابعاد مختلف حرکات بدن انسان می‌تواند پتانسیل‌هایی شگرف پدید آورد. برای مثال به یک پوشیدنی ورزشی فکر کنید که تشخیص می‌دهد توپ بسکتبال را با زاویه درست پرتاب کرده‌اید، وزنه را به درستی بالای سر برده‌اید یا خیر و یا تی‌شرتی مخصوص باشگاه که می‌گوید کدام نقطه از بدن رگ به رگ شده و در حال رشد دادن عضله است. با تعبیه سنسورهای مختلف در پشت لباس، سان می‌گوید که امکان اندازه‌گیری انحنای ستون فقرات مهیا می‌شود. با قرار دادن سنسورها روی سینه می‌توان نفس کشیدن را پایش و اندازه‌گیری کرد. و وقتی صحبت از جلوگیری از آسیب دیدن به بدن و بهبود تکنیک‌های ورزشی باشد، چنین پوشیدنی‌هایی می‌توانند حقیقتا بازی‌عوض‌کن ظاهر شوند.

سان توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم چیزهایی مانند حرکات کششی را اندازه بگیریم. می‌توانیم چیزهایی مانند دولا شدن را اندازه بگیریم. می‌توانیم چیزهایی مانند فشار را اندازه بگیریم.»

سافت لانچ

پارچه‌های هوشمند و رساناسان بعد از کار کردن در آزمایشگاه تحقیقاتی MIT و شراکت با کمپانی پوما در ساخت کفش‌هایی که انبوهی از تکنولوژی‌های پیشرفته داشتند، به دنیای مواد هوشمند علاقه‌مند شد. او می‌گوید که در ابتدا فکر می‌کرد این تکنولوژی بیشتر از هر کس دیگر به درد فیزیوتراپیست‌هایی نظیر خواهرش بخورد، اما خیلی زود متقاعد شد که این تکنولوژی می‌تواند شدیدا مناسب بازار محصولات ورزشی باشد.

نخستین محصولات نکستایلز شامل آستینی برای بازو و زانو می‌شوند که می‌توان از آن‌ها برای وارد کردن حصول اطمینان از تغییرات مکانیکی در نقاط مختلف بدن استفاده کرد. سان می‌گوید که قصد دارد محصولات کمپانی را طی تابستان امسال «سافت لانچ» کند. او می‌گوید: «ما برخی از بهترین محصولات‌مان را به صورت آزمایشی در اختیار ورزشکاران حرفه‌ای قرار خواهیم داد».

او می‌گوید که در حال حاضر تنها ۱۰ مورد از محصولات کمپانی برای آزمایش‌های فاز آلفا به اقصی نقاط جهان فرستاده شده‌اند. اما او امیدوار است این رقم تا پایان سال جاری میلادی به صدها مورد برسد. و در این بین، نکستایلز به پژوهش روی «روش‌های احساسی تازه» مانند الکتروکاردیوگرام، نوار مغزی و الکترومیوگرافی خواهد پرداخت که به ترتیب در حوزه‌های پایش ضربان قلب، پایش فعالیت‌های مغزی و پایش سلامت عضلانی استفاده می‌شوند.

در طولانی‌مدت این احتمال وجود دارد که نکستایلز به سراغ پایش داده‌های بیومتریکی برود که در حال حاضر با ساعت‌های هوشمند و دیگر دیوایس‌های مشابه جمع‌آوری می‌شوند، اما با این فرق که تمام بدن پوشش داده خواهد شد. گذشته از دنیای سلامت، پارچه‌های هوشمند پوشیدنی می‌توانند برای تعامل با دنیای پیرامون هم مورد استفاده قرار بگیرند.

پارچه‌های هوشمند و رسانانکستایلز خودش را ملزم به باقی ماندن در دنیای پوشیدنی‌ها نمی‌داند. این شرکت به تولید پارچه‌ها هوشمند می‌پردازد و گرچه پارچه‌ها مترادفی برای پوشاک هستند، اما به پوشاک محدود نمی‌شوند. همانطور که سان می‌گویند «خیاطی را در هرجایی می‌توان یافت. در فرش‌ها، در اتومبیل‌ شما، در هواپیماها. در هر جایی که نیاز به سطحی صاف باشد، پارچه‌ها وارد میدان می‌شوند.»

او از ما می‌خواهد که ملحفه‌هایی را تصور کنیم که داده‌های مربوط به خواب را جمع‌آوری می‌کنند. از چنین محصولاتی هم می‌توان برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز کاربران و هم داده‌های مورد نیاز تولیدکنندگان استفاده کرد: درست همانطور که ناشران کباب در عصر کتاب‌خوان‌های کیندل قادر به جمع‌آوری اطلاعات راجع به عادات کتاب‌خوانی مردم هستند. حتی می‌توان به این ابداعات شکلی کمتر منفعل بخشید، برای مثال می‌توان تشک‌هایی ساخت که بسته به الگوهای خواب شما شکلی نرم‌تر یا سفت‌تر به خود می‌گیرند.

بازاری شلوغ

نکستایلز تنها شرکتی نیست که روی پوشیدنی‌های هوشمند کار می‌کند. محققان حاضر در دانشگاه‌های مختلف نیز پروتوتایپ‌هایی نویدبخش ساخته‌اند، مانند پارچه‌ای که می‌تواند لباس را به نمایشگر پوشیدنی تبدیل کند. از سوی دیگر برخی محققان به تولید پارچه‌های گرم‌کننده یا خنک‌کننده‌ای پرداخته‌اند که دمای بدن شخص را فارغ از اینکه به کجا می‌رود، در دمایی مطلوب نگه می‌دارند. بعد نوبت به استارتاپ‌هایی مانند Hexoskin می‌رسد که لباسی هوشمند و مجهز به انبوهی سنسور ساخته تا به صورت مداوم به جمع‌آوری داده‌های مربوط به خواب، فعالیت‌های بدن و همینطور فعالیت‌های ریوی و قلبی بپردازد.

پارچه‌های هوشمند و رساناغول‌های تکنولوژی مانند اپل هم در این حوزه پتنت‌های متعددی به ثبت رسانده‌اند، هرچند که هیچ محصولی معرفی یا عرضه نکرده‌اند. بزرگ‌ترین فعال این حوزه هم ظاهر گوگل است که در کنفرانس Google I/O سال ۲۰۱۵ میلادی از پروژه Jacquard رونمایی کرد. این پروژه توسط تیم تکنولوژی و پروژه‌های پیشرفته گوگل هدایت می‌شود و به توسعه پارچه‌های حساس به لمس اختصاص یافته.

آغاز سفری طولانی

سوال اصلی اینست که در چنین بازاری که اینقدر توجه‌ها را به خود جلب کرده، نکستایلز قادر به ادامه حیات و همینطور پیشرفت خواهد بود یا خیر. اگرچه مسیر پیش روی کمپانی بسیار هیجان‌انگیز به نظر می‌رسد، اما در عین حال این احساس وجود دارد که نکستایلز تازه در ابتدای سفری بسیار طولانی است.

سان می‌گوید: «ما به سرمایه و انرژی لازم برای ورود به سال آتی دسترسی داریم و مداوم تیم‌مان را گسترش می‌دهیم. ما همین حالا مشتریانی داریم که به ما پول می‌دهند و برایمان درآمدزایی می‌کنند. این درآمد است که واحد تحقیق و توسعه ما را زنده نگه می‌دارد. علاوه بر این، در حال جذب سرمایه هم هستیم. ما می‌دانیم که تکنولوژی‌مان پتانسیل‌هایی در دنیای سلامت و درمان دارد، بنابراین خواستار دریافت بودجه از بنیاد ملی علوم و آژانس‌های مشابه شده‌ایم. راه‌های زیادی برای دریافت پول یا درآمدزایی وجود دارد که از تمام آن‌ها استفاده خواهیم کرد.»

اگر نکستایلز بتواند جاه‌طلبی‌هایش را تبدیل به واقعیت کند، ممکن است در آینده نزدیک با کسب‌وکاری بسیار نویدبخش روبه‌رو باشیم. و کسی چه می‌داند؟ شاید در این مسیر توسعه لباس‌های علم‌تخیلی که نمونه‌هایشان را در Star Wars و Star Trek و RoboCop دیده‌ایم هم امکان‌پذیر شود.

منبع: digiato.com

مطالب مرتبط: