Электронные устройства с каждым годом становятся все меньше. И дешевле. Еще никогда не было так просто вставить их в какие-то детали одежды и все время носить с собой.
В этом выпуске Футуриса, мы посмотрим на мир “умных тканей”, обеспечивающих людям здоровье и безопасность.
Маленькая рыбацкая лодка скользит по фьорду близ норвежского Трондхейма. Перед началом ночной ловли нужно проверить сети.
Элдар профессиональный рыбак уже 40 лет. Мало кто знает, но это одна из самых опасных профессий в мире: десятки тысяч рыбаков гибнут на работе каждый год. Чаще всего – упав в воду и утонув.
Элдар Окан, рыбак:
“Когда погода плохая, когда дует сильный ветер, очень легко случайно вывалиться за борт. Со мной такое бывало, также как и с некоторыми знакомыми, которые не выжили. Вывалиться легко, а забраться обратно невероятно трудно. Вода обычно холодная, а одежда намокает и становится ужасно тяжелой”.
Но вот рыбаки получили возможность останавливать судно посредством будто бы пульта удаленного управления. Элдару надо лишь не забыть взять его с собой на работу. А еще у него есть несколько устройств, позволяющих оповестить спасательные службы и способных обеспечить его дрейф на поверхности воды – если уж самостоятельно забраться на борт окажется невозможным.
Но вот “вживление” электроники в одежду рыбаков могло бы избавить их от необходимости постоянно таскать эти приспособления с собой. Да и забыть их было бы невозможно.
В одном из бассейнов Трондхейма ученые испытывают первый “умный спасательный жилет”. Внутри у него спрятаны датчики, приводящие в действие в зависимости от обстоятельств различные спасательные операции. В том числе, надувают т.н. “искусственное легкое” и посылают сигнал SOS.
Хильда Фэрвик, координатор проекта:
“Вот он этот жилет, на моем коллеге, вот здесь у него вшито легкое, оно может расширяться. А сверху датчик тревоги – он включается, если человек окажется за бортом. Но главная наша задача – вживить те же самые опции в обычную одежду”.
Конструкция подобных датчиков занимает не мало времени. Как, например, добиться того, чтобы сенсоры отличали погружение рыбака в открытое море от обычного сильного ливня – что в северных широтах явление не редкое. И как “надувное легкое” должно держать голову утопающего над водой, если на море сильные волны.
Пока система действует так: радиопередатчик посылает сигнал бедствия ближнего радиуса на преемник, установленный на борту. Судно останавливается и информирует о случившемся спасательные службы.
Хокон В.Дёвре, электроинженер:
“Приемник должен крепиться на мачте судна. Сигнал же от терпящего бедствие будет распространяться во всех направлениях и будет пойман антенной. Здесь же расположена антенна GPS навигатора, которая передает информацию в спасательный центр”.
Но разработать одну лишь технологию недостаточно. Нужно еще и сделать одежду функциональной, поддающейся стирке и просто удобной для работы. Иначе рыбаки не будут ее носить.
Хильда Фервик, координатор проекта:
“Это пока первый вариант устройства. Довольно громоздкий. Потому мы его сделаем меньше и более эластичным. Будет просто часть одежды. Чтобы рыбаки даже и не замечали, что оно там есть”.
Но чтобы сделать такую одежду по-настоящему функциональной, комфортной и безопасной в инновациях нуждается сама ткань для производства подобных костюмов.
Такую цель себе поставили работники этой химической лаборатории.
Материал, над которым работают здесь, должен быть не просто прочным и водонепроницаемым, но и самовосстанавливающимся.
Материал содержит микрокапсулы с химическим составом, способным затягивать появившиеся разрывы структуры ткани.
Стефан Кубович, исследователь полимерных материалов:
“Если вы повредили, порвали плащ, вы порвали одну из таких капсул. Но тогда из этой капсулы выделяется вещество, которое выступает в роли агента восстановления материала – затягивает дыру, и плащ снова как новый”.
Умная ткань может спасти жизнь человеку, упавшему в море. Но, как мы сейчас увидим, она может быть полезной и в иных житейских ситуациях.
Исследователи в голландском Эйндховене поняли, как использовать для избавления от болей в спине голубые светоизлучающие диоды. В итоге получился продукт, который потребители могут приобрести.
Грегор Джелен, Продакт-менеджер Philips Lighting:
“Сорок таких диодов вмонтированы в кусок ткани. Устройство очень мягкое, эластичное, легко гнущееся. И как вы видите, пояс с такой вот заплатой запросто принимает форму тела”.
Голубой свет стимулирует производство оксида азота в коже, расслабляет мышцы и нормализует кровообращение. Результат – уменьшение болей.
Эффект усиливается за счет тепла, производимого светоизлучающими диодами. Инфракрасный датчик контролирует возможные негативные последствия для кожи и глаз.
Разработчики утверждают, что прибор абсолютно безопасен, не производит опасное ультрафиолетовое излучение и рекомендован для использования в домашних условиях.
Рожер ван дер Хейде, разработчик световых устройств:
“В применении светоизлучающих диодов в производстве тканей все еще есть свои вызовы, но по немного мы их решаем. Например, батареи для подзарядки все еще слишком велики и операционное время ограничено. Их работа должна быть более четкой, безотказной. Но мы работаем над этими проблемами и постепенно их решаем”
Технологии, подобные этой, разрабатываемые в рамках специального проекта ЕС, совместимы с уже существующей линейкой товаров. Этот факт облегчает производство “умных тканей” – их можно создавать на тех же самых станках, что и обычные текстильные изделия.
Есть, конечно, свои особенности. Высокие температуры могут повредить синтетические волокна. Поэтому, чтобы присоединить диоды к ткани, в нее вплетают тонкую медную сетку, а вместо припоя используют токопроводящий клей.
Сделать изобретение еще более эффективным могли бы компактные батареи, располагающие энергией, достаточной на несколько сеансов лечения.
Коэн ван Ос, координатор проекта:
“Это устройство работает на источниках питания малой мощности. Здесь нет высокого напряжения, очень слабый ток. Носить его на себе совершенно безопасно. Цены на такие материалы сейчас упали, и изобрести такие диодные аппараты большего размера теперь значительно проще”.
Электронные ткани способны сделать жизнь людей проще и комфортнее во многих других областях. Здоровье и безопасность – лишь два из возможных примеров.