Для чего может использоваться умная одежда
От купальника до носков: зачем нужна «умная» одежда
В основном «умная» одежда используется для того, чтобы отслеживать показатели здоровья. На основе этих данных она может, например, определять уровень стресса, помочь выявить заболевания и даже пригодиться ученым в исследованиях. Но есть и «умные» предметы гардероба, которые работают иначе: такая одежда может помочь научиться йоге, избежать солнечного ожога или обнаружить электрический ток.
Множество компаний уже инвестируют в выпуск «умной» одежды. Среди наиболее известных брендов, экспериментирующих с ней, можно назвать Under Armour, Levi’s, Tommy Hilfiger, Samsung, Ralph Lauren и Google. Рассказываем, для чего могут пригодиться «умные» майки, носки и перчатки.
Для измерения основных показателей
«Умная» майка от монреальского стартапа Hexoskin наряду с датчиком частоты сердечных сокращений, дыхания и отслеживания движений оснащена Bluetooth, что позволяет подключить ее к фитнес-приложениям и аксессуарам. Данные (сведения о сожженных калориях, уровне усталости и качестве сна) собираются в режиме реального времени и отправляются в приложение.
«Умная» одежда от Hexoskin уже использовалась для сбора данных в десятках исследований в области кардиологии и физиологии, а также для изучения режима сна и процессов старения. Исследователи и врачи могут удаленно отслеживать и анализировать данные в режиме реального времени на специальной платформе.
Для измерения стресса
Компрессионная «умная» рубашка Ambiotex имеет датчики, которые отслеживают такие данные как вариабельность сердечного ритма, анаэробный порог, уровень физической подготовки и стресса. Данные можно просматривать в режиме реального времени в приложении для смартфона.
Для йоги
«Умные» штаны для йоги Nadi X позволяют определить, когда пользователь встал в определенную позу неправильно: они начинают вибрировать на той части тела, положение которой нужно поменять. Кроме того, штаны связаны с приложением для iOS, в котором также отображаются подсказки. Nadi X выпускаются и для мужчин, и для женщин. Их можно стирать в обычной машинке, сняв батарею, которая крепится к тыльной стороне левого колена.
Для спорта
Носки для фитнеса от Sensoria собирают точные данные о том, как стопа приземляется во время ходьбы или бега через текстильные датчики, встроенные в каждый носок и подключенное устройство на лодыжке. Связанное приложение дает пользователю советы по совершенствованию техники и отслеживает пройденные расстояния, скорость и высоту шага. Приложение доступно только для iOS 10 и выше.
Для защиты от солнца
Купальники от Neviano оснащены датчиком ультрафиолета шириной примерно с половину большого пальца взрослого человека. Он водонепроницаемый и подключается к устройствам на iOS и Android. Датчик отправляет предупреждения, когда уровень УФ-излучения становится высоким, чтобы напомнить пользователю о необходимости уйти в тень или нанести больше солнцезащитного крема. Одной зарядки этого датчика хватает на 280 дней.
Для диабетиков
В «умных» носках Siren используются небольшие датчики, размещенные по всей ткани, для измерения температуры стопы в шести различных точках. Эти данные позволяют предупредить образование язв, которые, в свою очередь, часто приводят к ампутациям у больных диабетом. Siren могут отправлять оповещения на подключенный смартфон.
Для детей
«Умные» носки Gen 3 от Owlet отслеживают уровень кислорода в крови и частоту сердечных сокращений у младенцев. Носки заряжаются через базовую станцию и синхронизируются с устройствами на iOS и Android для передачи данных в режиме реального времени.
Пользователь может зарегистрироваться на платформе Owlet Connected Care, которая использует полученные данные, чтобы помогать выявлять потенциальные проблемы со здоровьем у ребенка.
Для отслеживания ритма сердца
Komodo Technologies предлагает компрессионный рукав AIO со встроенной технологией электрокардиограммы для отслеживания активности сердечного ритма. Помимо точных данных о частоте пульса, рукав собирает данные о сне и тренировках.
Интеллектуальный модуль имеет встроенные датчики для контроля температуры тела и отслеживания состояния окружающей среды: качества воздуха и ультрафиолетовых лучей.
Перспективы «умной» одежды
Сейчас исследователи и компании работают над новой технологией электронного текстиля. Такая ткань частично состоит из волокон, проводящих ток, а также содержит электронные элементы — биомедицинские датчики, микроконтроллеры и антенны. Одежда из такой ткани в перспективе позволит контролировать все жизненно важные показатели организма. Например, проект Empa работает над волоконной оптикой, которую можно будет встраивать в одеяло или рубашку для контроля кровообращения и предотвращения пролежней.
Инженеры Университета Пердью показали концепт «умной» одежды, который получает питание по беспроводной сети через гибкую катушку на шелковой основе, пришитую к ткани. Такая одежда сможет отслеживать состояние здоровья человека и даже вызвать ему скорую помощь. Гибкая катушка способна заряжаться от сигналов радио и Wi-Fi в окружающей среде и не сломается от стирки.
Кроме того, ткань покрыта высокогидрофобными молекулами, что делает ее водоотталкивающей и грязеустойчивой.
Исследователи уже представили перчатку, которая освещает кончики пальцев каждый раз, когда пользователь приближается к токоведущему кабелю, чтобы предупредить его об опасности.
Что такое «умная одежда», кому и зачем нужна «умная» одежда
Одежда для здоровья — это, по сути, «умная» одежда с электронной «начинкой». Она полезна тем, кто следит за организмом или страдает хроническими заболеваниями и нуждается в постоянном наблюдении. Встроенные электронные датчики и биосенсоры контролируют биометрические показатели владельца: пульс, давление, дыхание, температуру.
Эксперименты со смарт-одеждой начались ещё в 1968 году. Тогда мир увидел светящиеся в темноте платья и ремни со встроенным сигналом сирены. Почти 20 лет назад Philips и Levi Strauss & Co презентовали коллаборацию — куртку со встроенным MP3-плеером, стереонаушниками, мини-микрофоном, сотовым телефоном, гарнитурой и пультом управления.
Позже к производителям смарт-одежды присоединились и спортивные бренды. Они начали создавать форму для тренировок с сенсорами, которые синхронизируются с приложением на телефоне и передают данные о пульсе, давлении, физической активности, потраченных калориях. Так, в 2011 году adidas представил «умные» бутсы Adizero f50 со встроенным чипом, который измеряет пульс, скорость движения, количество шагов и их длину. Через два года немецкий бренд объединился с Google и разработал говорящие кроссовки, которые умеют давать советы, хвалить за тренировки и ругать за лень.
Несколько лет спустя появился смарт-бюстгальтер OMsignal, отслеживающий частоту сердечных сокращений, после — ремень Samsung с датчиками контроля веса, а позже — футболка Lenovo, которая предупреждает о сердечном приступе. На этом производители не остановились, и со временем «вещей-гаджетов» стало ещё больше. Вполне возможно, скоро предметы гардероба, которые помогают контролировать здоровье, станут частью повседневной жизни. А пока расскажем, что дизайнеры предлагают уже сейчас.
Носки для людей с диабетом
Пациенты с диабетом часто сталкиваются с отёками ног — ткани и кожа в этом случае становятся более уязвимыми для травм и инфекций. Производители медицинского стартапа Siren Care решили бороться с этой проблемой и разработали «умные» носки с датчиками температуры, которые предупреждают развитие опухоли у диабетиков.
Сенсоры, которые вплетены в ткань носка, передают данные в приложение Siren, которое можно установить на смартфон. В случае повышения температуры программа предупреждает пользователя о необходимости скорректировать активность или обратиться к врачу.
«Умная» одежда и нательные технологии
Задумывались ли вы когда-нибудь, зачем мы носим одежду? Навряд ли. А ведь потребность в одежде — одна из самых важных для нас; едва ли кто-то из людей может обойтись совсем без одежды. Так почему же мы не задумываемся о таких важных для нас вещах? Наверное, потому, что одежда для нас настолько важна, что стала неотъемлемой частью жизни — это что-то очень естественное для нас. И тем не менее, об одежде всё же стоит задуматься.
Ведь если раньше мы часто говорили об «умных» телефонах, «умных» холодильниках, телевизорах и пылесосах, то теперь мы всё чаще начинаем говорить об «умной» одежде — такой одежде, которая интегрируется с современным информационными технологиями. И это, на самом деле, не удивительно, если учитывать, как важна для нас одежда. Перефразируя Ральфа Лорена, инициатора разработки «умных» футболок PoloTech, можно сказать, что мы слишком сосредоточились на изобретении новых устройств, но мы забыли о том, чем мы пользуемся на протяжении тысячелетий — об одежде. Ведь и здесь можно найти место для инноваций!
Технологии, позволяющие создавать «умную» одежду, на английском называются «wearable techonologies» — на русский это словосочетание, как правило, переводят как «нательные технологии». Кроме «умной» одежды, нательные технологии позволяют разрабатывать и другие устройства — все эти устройства объединяет то, что их можно носить с собой. Ведь если мы посмотрим на слово ‘wearable’, мы увидим, что оно делится на две части — ‘wear’ и ‘able’, и поэтому мы можем перевести его так: “с возможностью носить”, или “пригодный для ношения”, или даже просто “носимый”.
Где применяются носимые устройства
Давайте поговорим о носимых устройствах. Итак, носимые устройства — это те электронные устройства и аксессуары, которые мы можем надеть и носить. Можно сказать, что эти устройства помогают нам взаимодействовать с другими людьми, с окружающим миром и даже с собственным телом, если говорить об устройствах, измеряющих наши физиологические показатели. Сейчас уже существует огромное количество таких технологий и устройств самых разных категорий.
Как видим, сейчас носимые устройства уже достаточно широко применяются в самых разных сферах жизнедеятельности.
А теперь немного истории
Но с чего началось увлечение людей носимыми устройствами и «умной» одеждой? Возможно, первое носимое устройство упоминается в 1884 г.: тогда в «Нью Йорк Таймз» было упомянуто платье, которое могло освещать улицы — это было просто платье с лампочками. Также в этой статье говорилось о балеринах, которые использовали лампочки в балетных костюмах во время выступлений.
Затем, во время Второй Мировой войны, учёные думали над тем, как повысить выживаемость военных лётчиков. В итоге была создана лётная одежда с нагревательными элементами.
Таким образом, несмотря на кажущуюся новизну идеи, своего рода «умная» одежда начала появляться ещё более ста лет назад, но активно внедряться эти технологии стали не так давно. Например, может быть мы помним, что лет десять назад была в моде футболка, показывающая уровень вай-фая. Но сейчас она уже навряд ли актуальна, потому что такая футболка почти везде будет показывать высокий уровень сигнала.
В каких сферах используется умная одежда?
Мы уже рассмотрели, в каких сферах используются разные носимые устройства, а теперь посмотрим, в каких сферах на данный момент используется именно «умная» одежда:
Проекты «умной» одежды и носимых устройств
Сейчас существует уже много проектов, в рамках которых ведётся разработка и даже производство «умной» одежды и разных высокотехнологичных нательных устройств. Давайте вкратце рассмотрим самые примечательные из таких проектов.
Project Jacquard (Google ATAP)
Пожалуй, один из самых интересных проектов «умной» одежды, который сейчас существует — это проект «Жаккард», работа над которым ведётся в подразделении Google, занимающимся передовыми технологиями и проектами (ATAP – Advanced Technology and Projects).
В этом проекте разрабатывается технология, которая позволит с помощью стандартных промышленных ткацких станков «вплетать» в любую ткань функциональность сенсорного экрана. Как говорит основатель проекта Иван Пупырев (между прочим, выпускник Московского авиационного института), это возможно потому, что структура ткани — такая же, как и структура сенсорных экранов смартфонов. Это значит, что, просто заменив в ткани некоторые из нитей на проводящие нити, мы сможем соткать ткань, которая сможет распознавать набор простых касаний — то есть выполнять ту же функцию, что и сенсорные экраны. Это позволит интегрировать компьютерные технологии в разные объекты, материалы и одежду. При этом сенсорную ткань едва ли можно будет отличить от обычной: ведь единственное отличие сенсорной ткани от обычной в том, что некоторые нити в ней — проводящие; при этом они не отличаются ничем другим от других нитей — они столь же тонкие.
Что касается микросхем, которые будут обеспечивать работу ткани, специалисты из Google пытаются их сделать как можно компактнее — размером с пуговицу, так что люди не то что не увидят, но даже и не почувствуют их присутствие в своей одежде.
Успешное применение такой технологии приведёт к тому, что мы сможем использовать свою одежду для всего того же, для чего мы обычно используем свои компьютерные устройства — например, для работы с разными приложениями. Будут возможны даже разные конфигурации, поэтому как применять такую ткань, будет зависеть от разработчиков и от самих пользователей. Использование интерактивной ткани позволит сделать применение технологий более естественным и близким к человеку.
Project Soli (Google ATAP)
Проект «Soli» – параллельный проект от того же подразделения Google по передовым технологиям, основанный тем же Иваном Пупыревым. Этот проект посвящён разработке нового типа взаимодействия с устройствами — бесконтактному взаимодействию посредством жестов. Так, например, просто по щелчку пальцев в воздухе мы сможем запустить ту или иную задачу на нашем носимом устройстве. Или, например, мы можем представить, что, касаясь подушечкой указательного пальца подушечки большого пальца, мы нажимаем на кнопку: пусть никакой кнопки на самом деле нет, однако это очень точное движение, которое вполне можно распознать и интерпретировать как нажатие кнопки. Сделать это позволит маленький радар, который может отслеживать движения нашей руки с точностью в доли миллиметра.
Такой подход позволил бы решить проблему взаимодействия с очень маленькими устройствами — настолько маленькими, что использовать для работы с ними экран очень неудобно или даже попросту невозможно. У этой разработки могут быть большие перспективы: ведь рука — это тонкий, изящный инструмент взаимодействия с миром, использование которого для нас столь естественно.
Hexoskin
На портале Indiegogo в 2013 г. проводился сбор средств на проект «Hexoskin» — проект по разработке «умной» биометрической одежды для фитнеса, позволяющей измерять физиологические показатели во время тренировок. Проект оказался весьма успешным — сейчас мы можем приобрести биометрические футболки от этой компании. И это не единственный такой проект — сейчас их уже не меняя десятка.
Athos
Другой подобный проект — Athos. Проект начался с того, что когда-то два канадских студента-инженера занимались в спортзале, но у них не хватало денег на тренера — тогда они решили изобрести продукт, который позволял бы контролировать любую физическую активность во время тренировок с помощью электромиографии. Это позволяет увидеть, насколько хорошо прорабатывается та или иная группа мышц и как она задействована, посчитать пульс и т. д. Эти данные позволяют улучшить результаты тренировок. В подобных проектах очень заинтересованы, например, профессиональные спортсмены. Сейчас тренировочные костюмы от Athos также можно приобрести.
Экзоскелеты
Стоит упомянуть, конечно, разработки экзоскелетов. Экзоскелет — это внешний «скелет», который позволяет человеку быть более сильным, гибким и выносливым. Другими словами, экзоскелет помогает выполнять тяжёлую работу, помогает адаптироваться к сложным условиям и повысить шансы на выживание. Например, есть концепт экзоскелета для пожарного. Также всем известны военные разработки экзоскелетов. Кроме того, есть проект экзоскелета, помогающего инвалидам вставать с инвалидной коляски, а травмированным людям восстанавливаться после физических травм.
Synapse Dress
Ещё один интересный проект — это проект «синаптической одежды» от нидерландского дизайнера Anouk Wipprecht. Благодаря использованию технологий от Intel, «синаптическая одежда», распечатываемая на 3D-принтере, позволяет отображать на ткани в виде световых сигналов эмоции, которые чувствует человек. Это осуществляется благодаря биометрическим датчикам, встроенным в такую одежду.
Немного о будущем
Насколько перспективно использование «умной» одежды в повседневной жизни? Станет ли она чем-то обыкновенным лет через 10-15?
С одной стороны, средства в разработку такой одежды действительно инвестируются — значит, перспективы есть. С другой стороны, как сообщает нам психология, люди по природе своей консервативны и неохотно меняют свои повседневные привычки, да и зачастую относятся к новым технологиям с некоторым недоверием. Хоть уже сейчас есть небольшой процент людей, покупающих такую одежду, неясно, станет ли такая одежда действительно популярной. Скорее всего, чтобы такая технология стала массовой, придётся потратить множество ресурсов, времени и денег. Ведь далеко не все вещи становятся привычными так быстро и легко.
Автор: Дмитрий Щербина, mobile-разработчик DataArt.
Что такое «умная» одежда и почему мы до сих пор ее не носим
«Электрические девушки»: предшественники «умной» одежды
В 1884 году в Лондоне показали балет, артистки которого использовали в своих костюмах электрические лампочки — в то время они только приобретали популярность и почти заменили газовое освещение. После этого выступления журналисты The New York Times выпустили сатирический материал «Электрические девушки»: там редакция будто бы рекламировала компанию Electric Girl Lightening, в которой можно было арендовать живой светильник (в виде дамы с гирляндами) на любой вкус.
Позже, в 1910 году, развитие «электронной» одежды продолжилось: американский инженер Артур Кэррон запатентовал технологию перчаток с подогревом. Они работали по принципу омического нагрева — электрический ток проходил через проводящие волокна, сопротивление в которых приводило к эффекту нагрева. А в 1968 году в нью-йоркском Музее Современного искусства состоялась выставка Body Covering, где дизайнеры представили светящиеся в темноте платья и ремни со встроенным сигналом сирены
Все с собой: как персональный компьютер повлиял на дизайн одежды
В 1980-х годах, когда персональные компьютеры, созданные Apple Computer Company, вышли в массовое производство, разработчики задумались о создании «умной» одежды. Так, в 1986 году Puma выпустила первые кроссовки с электронным оборудованием и программным обеспечением — Puma RS-Computer (RS — Running System, «беговая система»). В кроссовках был небольшой вычислительный блок, который, подключаясь к персональному компьютеру, вроде Apple II или Commodore 64, передавал данные о забеге — пользователь мог увидеть количество пройденных километров и сожженных калорий. Несколько лет назад компания перевыпустила Puma RS-Computer ограниченным тиражом.
Со временем доступных для массового потребителя электронных устройств становилось все больше, и представители компании Philips и Levi Strauss почитали, что нужно создать одежду, которая могла бы вместить все персональные устройства. В 2000 году в продаже появилась куртка, надев которую, можно было отказаться от MP3-плеера, сотового телефона и гарнитуры — все это было в куртке Philips и Levi’s. Чтобы позвонить, достаточно было поднять воротник, чтобы включить музыку — дотронуться до кармана, а отрегулировать громкость звука — с помощью нескольких кнопок на рукаве. Из-за высокой цены куртки сняли с продаж уже через год.
На пути развития «умной» одежды было несколько преград. Во-первых, разработчикам нужно было продумать размер подключаемых устройств и подзарядку аккумуляторов. Во-вторых, проверить их стойкость к воде: одежда и электроника в ней должны были справлять со стиркой и влагой. Немаловажную роль играл и дизайн.
Одежда с чипами и датчиками: как костюмы взаимодействуют с гаджетами
Современные технологии дают гораздо больше возможностей для создания «умной» одежды, однако она все еще медленно и неуверенно появляется на рынке.
В 2013 году Adidas совместно с Google выпустили говорящие кроссовки, которые ругали своего владельца за лень, хвалили во время тренировок и даже раздавали советы. А в 2016 году Samsung создал Smart Suit — костюм со встроенным NFC-чипом, способным разблокировать телефон или поделиться электронной визиткой.
Levi’s тоже решила повторить опыт создания «умной» одежды, объединившись с Google. Компании разработали чип на базе технологии Jacquard, который вшивают в одежду (джинсовые куртки, кроссовки, рюкзаки). Устройство считывает жесты владельца и передает команды на подключенный смартфон. С помощью такого чипа можно управлять музыкой, навигатором или звонками.
Разработчики Xiaomi не остались в стороне и придумали футболку со съемным датчиком ЭКГ. Благодаря сенсорным волокнам COTECH и интеллектуальному чипу, установленному в районе груди, он считывает состояние пользователя и вибрацией оповещает его о повышении пульса, работе сердечно-сосудистой системы. Все данные устройство передает в специальное приложение на мобильном телефоне.
Еще один пример — спортивная одежда компании Athos. За счет разветвленной сетки сенсоров и технологии электромиографии костюмы помогают спортсменам контролировать загруженность мышц, позволяя регулировать интенсивность тренировок и делать их эффективнее. А экзоперчатки, разработанные израильским стартапом Yehonatan Medical, благодаря искусственным мышцам с электроактивными полимерами усиливают хват: сенсор контролирует мышечную активность и посылает электрические разряды в полимеры. Под воздействием электричества они изгибаются, усиливая работу пальцев.
Современная кольчуга и свитер, который не нужно стирать: ткань для «умной» одежды
Исследователи Калифорнийского технологического института придумали материал, одежда из которого затвердевает, словно плащ Бэтмена во время превращения в крылья. Создатели вдохновились дизайном кольчуги, которая с виду выглядит невесомой и мягкой, а на деле обладает высокой прочностью. Частицы сложной формой для новой ткани печатают на 3D-принтере с помощью полимеров и металлов. В твердом состоянии такой материал может выдержать вес, превышающий его собственный более чем в 50 раз. Его хотят в дальнейшем использовать для создания экзоскелетов и фиксации конечностей при переломах.
Еще одно новшество — ткань, которую нельзя испачкать, потому что она не впитывает влагу и грязь, и пятен на ней не остается. Один британский стартап уже выпустил худи из этой ткани. А китайские разработчики создали ткань со светящимися волокнами трех видов (хлопковыми, электропроводными и электролюминесцентными): так получился рукав с сенсорным дисплеем, с которого можно отправлять простые текстовые сообщения.
Несколько лет назад компания Under Armour представила пижаму, которая помогает спортсменам восстанавливаться во время сна. Полезная одежда сделана из ткани с элементами керамики, расположенными на изнанке. Во время отдыха спортсмена ткань поглощает естественное тепло человеческого тела и отражает тепловое излучение обратно, помогая мышцам и коже восстанавливаться. Первым протестировать «умную» пижаму удалось игроку в американский футбол Тому Брэди.
Выйдет ли «умная» одежда в массовое производство и нужна ли она вообще — неизвестно. Пока что все разработки стоят больших денег — опыт кроссовок Nike из фильма «Назад в будущее» показывает, что люди пока не готовы покупать такую одежду.