Мозги для штанов. Специалисты рассказали о создании «умной» одежды

В Петербурге состоялась пресс-конференция, посвященная развитию инновационных технологий в производстве «умной» одежды. Специалисты рассказали о создании огнестойких, антибактериальных, самоочищающихся, электропроводящих тканей, перспективах использования искусственного интеллекта в текстиле и возможностях применения современных разработок в легкой и военной промышленности.

Мозги для штанов. Специалисты рассказали о создании «умной» одежды | ФОТО Артема ГЕОДАКЯНА/ТАСС

ФОТО Артема ГЕОДАКЯНА/ТАСС

Эпоха «умного» гардероба

«Умная» одежда может интерактивно взаимодействовать с окружающей средой и телом человека, воспринимая сигналы, обрабатывая информацию и запуская ответные реакции. Мировой рынок «умной» одежды каждый год растет на 30 % и, по расчетам, к 2028 году составит порядка 15 млрд долларов. Основные сегменты применения на данный момент: оборонный комплекс (29 %), спорт и фитнес (25 %), здравоохранение (16 %), повседневная, производственная и другая одежда (30 %).

В Северной столице разработкой «умной» одежды с 2008 года занимаются специалисты ­СПбГЭТУ «ЛЭТИ», в котором за это время накопился широкий круг компетенций. На базе вуза разработаны технологии гибкой печатной электроники, которые позволяют изготавливать датчики для одежды.

Одна из последних разработок — сенсорная перчатка, с помощью которой можно управлять роботизированной рукой. Использовать эту перчатку можно и в сфере протезирования, и в погрузо-разгрузочных системах в промышленности. Кроме того, такая перчатка позволяет управлять сантиметровой механической клешней, чтобы выполнять операции в трудно­доступных местах.

«Наш университет победил в государственном проекте поддержки разработок вузов «Приоритет 2030», — рассказал замдиректора Центра трансфера технологий СПбГЭТУ Сергей Шевченко. — В рамках этого проекта налажено сотрудничество с Центром Алмазова по созданию «умного» текстиля для медицинских учреждений в формате «умной» пижамы или «умной» простыни. Эти вещи необходимы в том числе при переводе человека из реанимации в обычную палату. Ведь о состоянии организма пациента, который находится в реанимации, известно практически все, потому что к нему подключено много датчиков. Отправляя же в обычную палату, больного отключают от систем диагностики, и наблюдать за его самочувствием становится сложнее. Если ему становится плохо, врачи узнают об этом только по факту».

В целом на сегодняшний день существуют три уровня умной одежды.

«Первый уровень — это пассивная «умная» одежда, то есть изделия, основанные на особенностях самой ткани. Например, токопроводящая нить, — объяснил Сергей Шевченко. — Второй уровень — активная «умная» одежда. Она подразумевает объединение «умного» текстиля с электронными датчиками (сенсорами), которые оценивают состояние человека: считывая пульс, показатели артериального давления, влажности кожи, ЭКГ. Третий уровень — это «ультраумная» одежда: «умный» текстиль + электронные датчики + искусственный интеллект, который позволяет прогнозировать состояние человека. Такая одежда может оснащаться дополнительными датчиками, позволяющими осуществлять позиционирование человека. Потребность в этом может возникнуть, если какой‑то из критических параметров его состояния вышел за границы нормы (например, уровень сахара в крови). В этом случае система может передать позиционирование носителя на местности родственникам или в специальные службы. Если «умные» изделия первого и второго уровней уже есть на рынке, то «ультраумная» одежда пока находится на стадии разработок, выход которых на рынок прогнозируется не ранее 2027 года».

В настоящее время «умную» одежду в основном используют в здравоохранении, спорте и военном сегменте, хотя есть вещи, которые доступны и для обычного массового потребителя. Речь идет о таких элементах гардероба, как носки, штаны, футболки, перчатки, куртки.

На рынке наиболее активно внедряется два вида «умной» одежды: терморегулирующая и одежда для оценки двигательной активности. Терморегулирующая создается с применением инновационных текстильных материалов и технологии печатной электроники по ткани, способствующих поддержанию температуры тела на уровне, обеспечивающем максимальную производительность, комфорт и защиту пользователя.

«Например, в 2022 году российский бренд презентовал куртки-штормовки из греющего текстиля, — рассказал Сергей Шевченко. — Такое изделие выполняет функцию обогрева за счет интегрированных в одежду съемных греющих модулей. При их создании используются углеродные нанотрубки, преобразующие нити в самостоятельный нагревательный элемент».

Одежда для оценки двигательной активности позволяет проводить удаленный мониторинг физических показателей. Она определяет правильность выполнения физических упражнений а при необходимости корректирует технику и меняет степень нагрузки. Например, «умные» штаны для йоги определяют, когда поза йоги нуждается в корректировке, создавая небольшие вибрации на том месте, которое необходимо откорректировать.

Пятна сотрет солнце

Большая работа по развитию рынка «умного» текстиля и одежды проводится и в СПбГУПТД, который также участвует в программе «Приоритет 2030». Вуз в том числе занимается химическими модификациями текстиля, которые не только обеспечивают цвет, но и придают ему антибактериальные, а также противогрибковые свойства, огнестойкость, хладостойкость, водоотталкивание, способность к самоочищению.

«Наши специалисты запатентовали и предложили промышленности инновационный состав и способ придания текстильным материалам и изделиям антибактериальных и противогрибковых свойств, — подтвердила заведующая кафедрой химических технологий им. проф. А. А. Хархарова СПбГУПТД Елена Сашина. — На сегодняшний день таких составов известно много. Особенность нашей разработки в использовании бикомпонентных наночастиц, которые настолько прочно закреп­ляются в структуре текстильного материала, что не удаляются даже после многократных высокотемпературных стирок. Наши ученые провели исследования этой технологии на промышленном образце полиамидной трикотажной ткани для спортивной одежды. Они показали, что антибактериальные свойства инновационных пропиток очень эффективны. Такие пропитки могут использоваться на разных тканях (натуральных, синтетических, смесовых) и кроме спортивной одежды пригодятся в медицинских учреждениях, для производства обивки мебели салонов самолетов, поездов».

Еще одна разработка вуза — пропитка, благодаря которой материал получает способность самоочищаться под воздействием солнечных лучей.

«В основе этого самоочищающегося покрытия находятся наночастицы оксидов металлов, обладающих фотокаталитическими свойствами, — объяснила Елена Сашина. — В результате пятно органического загрязнителя (например, кофе на сиденье автомобиля) через 15 минут пребывания на солнце полностью исчезает за счет разложения органического вещества. Такой состав подойдет для материалов, которые не требуют частых стирок».

Не менее интересна технология колорирования целлюлозосодержащих текстильных материалов (хлопок, лен, конопля, крапива). Она отличается тем, что при колорировании используются специально синтезированные в вузовской лаборатории интенсификаторы, которые позволяют прочно закреплять краситель на волокнах, за счет чего устойчивость окраски повышается. При взаимодействии с названными материалами этот интенсификатор дает устойчивость к микроорганизмам, воздействию которых подвержена целлюлоза. В результате окрашенные футболки сохраняют цвет и не теряют вид, например, под воздействием пота.

«Такие технологии особенно актуальны для одежды специального назначения (для военных, пожарных, полярников) из сложных материалов, в составе которых есть арамидные волокна, — добавила Елена Сашина. — Для таких волокон наши специалисты разработали не только технологии колорирования в заданные цвета, что проблематично для сложных материалов, но и модифицирующие составы для повышения термостойкости и хладостойкости. Также мы работаем над созданием отечественных термохромных композиций и способов их закреп­ления на текстильных материалах, которые содержат в своем составе краситель, изменяющий цвет под воздействием температуры. Такой текстиль может применяться в детской одежде, медицинской, специального назначения. В результате изменение цвета ткани защитного костюма пожарного при превышении температурного порога ее термостойкости послужит индикатором, сигнализирующим об опасности пребывания в данной зоне».

«Ум» не многим по карману

Развитию рынка «умной» одежды способствует множество факторов. В том числе рост популярности здорового образа жизни. Увеличение количества пожилых людей, готовых к освоению гаджетов. Появление дешевых и точных датчиков и увеличение инвестиций заинтересованных лиц (в частности, спортивных ассоциаций, для которых важно предотвращать травмы профессиональных спортсменов).

В то же время на пути развития рынка сохраняется множество барьеров. Например, необходимость особого ухода за такой одеждой (изделия с электронными датчиками нельзя стирать) и ее высокая стоимость.

«Производство «умной» одежды для массового потребления сейчас нерентабельно, — отметила президент межрегиональной ассоциации легкой промышленности «Мода. Технологии. Ритейл» Алена Русакова. — Пока себестоимость высокая. Только разработка тестового образца может стоить двадцать миллионов. Тем не менее, если речь идет о таких масштабных направлениях, как, например, спорт высоких достижений, такие вложения оправданны».

В числе социальных барьеров и невозможность обеспечения конфиденциальности полученных от пользователей данных об их физической активности и состоянии здоровья.

Ситуацию в отрасли усложняют и проблемы импортозамещения. Например, основные производители термостойких и огнестойких волокон находятся за рубежом (США, Япония, Франция, Тайвань). Есть небольшие производства в Белоруссии и России, но они не закрывают потребнос­ти рынка.

«Сложнее всего заместить сырьевую базу, — констатировала Елена Сашина. — Особенно это касается малотоннажной химии (пигменты, катализаторы, сырье для специальных волокон, инженерные пластики и индивидуальные химические реагенты). Соответственно, наша первостепенная задача — заменить импортные компоненты, причем не только западные, но и китайские. На сегодняшний день это вполне реально».

Получается, что путь от идеи до воплощения инновации в жизнь пока еще сложный и очень дорогой. В данном случае коммерциализация инноваций требует больших трудозатрат и финансовых вложений. При этом каждое мероприятие по их внедрению достаточно рискованное.

Единственный выход из ситуации, по мнению участников конференции, состоит в тесном сотрудничестве представителей науки и бизнеса. С недавних пор одной из таких площадок стала лаборатория «Полимерные и композиционные материалы SmartTextiles» МНИЦ РО, созданная на базе БФУ им. И. Канта в Калининграде, который продуктивно работает с предприятием по производству уникальных нагревательных электропроводящих полимерных нитей.


#одежда #пресс-конференция #разработки

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 210 (7293) от 09.11.2022 под заголовком «Мозги для штанов».


Комментарии



Загрузка...

Самое читаемое

#
#
Новые предметы и знания. Что изменится в российских школах с 1 сентября 2019 года
26 августа 2019

Новые предметы и знания. Что изменится в российских школах с 1 сентября 2019 года

Рассказываем, что ждет учащихся уже через несколько дней.

Вода из колодца - по лицензии. На кого распространяется новый закон?
26 августа 2019

Вода из колодца - по лицензии. На кого распространяется новый закон?

С 1 января пользование скважинами и колодцами будет разрешено только по документу.

Белые – в Лосево, маслята – в Синявино. 8 самых грибных мест Ленобласти
20 августа 2019

Белые – в Лосево, маслята – в Синявино. 8 самых грибных мест Ленобласти

Помогаем не очень опытным грибникам и любителям пробовать новое разобраться, в какие леса лучше всего выходить с ножом и лукошком.

В таких туфлях лететь нельзя! Курьезные случаи с пассажирами самолетов
08 августа 2019

В таких туфлях лететь нельзя! Курьезные случаи с пассажирами самолетов

Как обувь приняли за взрывчатку, а на борт пронесли летучую мышь.

Финляндия объяснила ужесточение визовых правил для петербуржцев
05 августа 2019

Финляндия объяснила ужесточение визовых правил для петербуржцев

С первого сентября туристам надо показывать план поездки и подтверждения наличия финансовых средств.

Спасибо, нам не надо. Китай не хочет присоединяться к новому договору о ликвидации ракет
05 августа 2019

Спасибо, нам не надо. Китай не хочет присоединяться к новому договору о ликвидации ракет

Пекин еще раз официально заявил, что выступает против превращения ДРСМД в многостороннее соглашение.

Демографический сюрприз. Как меняется численность населения Петербурга и Ленобласти
02 августа 2019

Демографический сюрприз. Как меняется численность населения Петербурга и Ленобласти

В черте Северной столицы и области вызревают города-стотысячники.

Перевозчики экономят. Еще одна авиакомпания отказалась от бесплатного питания для пассажиров
08 июля 2019

Перевозчики экономят. Еще одна авиакомпания отказалась от бесплатного питания для пассажиров

На борту самолетов будут предлагаться только прохладительные напитки.

В «Сестрорецком болоте» проложат 3 км экотроп
02 июля 2019

В «Сестрорецком болоте» проложат 3 км экотроп

Здесь сохранились такие растения и мхи, которых не встретишь больше нигде в окрестностях Петербурга.

Женский вопрос. Эксперт – об использовании феминитивов в юридическом языке
25 июня 2019

Женский вопрос. Эксперт – об использовании феминитивов в юридическом языке

Суды активно используют слова «истица» и «заявительница», а слово «юристка» встречается лишь однажды.

Как грамотно уйти с работы? Советы юриста
13 июня 2019

Как грамотно уйти с работы? Советы юриста

При увольнении «по собственному» человек помимо положенной зарплаты получает лишь компенсацию за неиспользованный отпуск.

Открывайте двери! В квартирах россиян будут искать незаконную перепланировку
03 июня 2019

Открывайте двери! В квартирах россиян будут искать незаконную перепланировку

Верховный суд РФ решил: управляющая компания имеет право доступа на жилплощадь с целью проверки.