Dette futuristiske stof kunne omdefinere Wearable Tech

I en strækning på cirka halvandet århundrede, fra midten af ​​1800-tallet til slutningen af ​​1900-tallet, var beklædningsindustrien New Yorks største fremstillingsindustri. New York lavede mere tøj end noget andet sted i verden, og flere newyorkere arbejdede i det end i noget andet erhverv.

Hop frem til i dag, og 10 miles fra tøjdistriktet, i en gammel Navy Yard-bygning i Brooklyn - nu udstyret som et trendy startup-hub med potteplanter, breakout-rum og farverige liggestole - en virksomhed hedder Nextiles forsøger at sætte turbo på næste fase af innovation inden for stof og syning. Og mens tøj fremstillet i tøjdistriktet lovede at få deres ejere til at se smarte ud, er Nextiles det fjerne mellemmanden ved at bruge noget imponerende, banebrydende teknologi, der laver selve tøjet smart.

"Vores materialer er grundlæggende baseret på stoffer," siger George Sun, Nextiles' CEO og medstifter, til Digital Trends. “Vi bruger stadig polyester, vi bruger stadig nylon, vi kan stadig bruge bomuld og læder, men vi gør dem ledende. Når ting er ledende, leder de naturligvis elektricitet - og med elektricitet er du i dimensionen af ​​elektroteknik og hardware, ikke? Når først du har elektroner, der bevæger sig rundt, og du er i det rum, kan du udnytte alle disse unikke principper: Modstand, kapacitans, induktorer, transistorer og så videre. Det, vi plejer at sige, er, at vi skaber et halvledende materiale i stofform."

Nextiles blev grundlagt i 2018. Støttet af National Science Foundation (NSF), dets patenterede – og ja, maskinvaskbare – smarte stof med avanceret sensorteknologi er designet til at fange biometriske og biomekaniske data streamet via Bluetooth i virkeligheden tid. Stofferne, det fremstiller, er belagt med ledende materiale som rustfrit stål, der giver dem mulighed for at indsamle og overføre data.

At væve disse individuelle fibre ind i, hvad Sun kalder et "motorvejssystem af ledende tråde", åbner nye muligheder for granulær dataindsamling, der involverer den menneskelige krop. Lige nu er det rettet mod atleter, men en dag kan det hjælpe med at gøre alt vores tøj mere intelligent. Har du nogensinde ønsket, at din spandex skulle tale tilbage til dig? Det er din heldige dag.

Menneskecentreret teknologi

Wearables er en bred kategori, når det kommer til computere. Det refererer til et stykke computerteknologi, der er bærbart og bæres med os, hvor end vi måtte gå, bagsiden af ​​den rumstore mainframe fra tidligere tider eller den stationære computer. EN smartphone kan i den løseste forstand betragtes som en wearable (især når den er fastspændt til en løbers arm). Øretelefoner er helt sikkert wearables eller, som de nogle gange kaldes, "hørbare." Et smartwatch er en wearable. Så er det muligvis smarte implantater. Smarte briller tælle også.

Hver af disse fungerer forskelligt og kræver eller vil kræve meget forskellige brugergrænseflader og oplevelser for at opfylde deres sande potentiale. Det, der forbinder dem - bortset fra deres mindre størrelse - er, hvordan de passer ind i hvilken brugeroplevelsesguru Don Norman ville kalde menneskecentreret teknologi. Dette er teknologi, der upåfaldende toner i baggrunden, samler data og yder support uden at kræve, at vi eksplicit fokuserer på selve teknologien.

Wearables skal være teknologi, fastgjort til kroppen, som ikke desto mindre ikke konstant advarer os om dens tilstedeværelse som teknologi. Som Manfred Clynes og Nathan Kline, de to forskere, der opfandt udtrykket "cyborg" i 1960, beskrev deres koncept af en menneske-maskine hybrid er det et "eksogent udvidet organisatorisk kompleks, der fungerer som et integreret homøostatisk system ubevidst” (fremhævelse tilføjet).

Idéen om smarte materialer begyndte at tage fart i 1960'erne med alt fra formhukommelsesmaterialer og polymere geler til fotokrome linser, der får briller til at blive mørkere i sollys. Alle disse involverer materialer, der er i stand til at fornemme miljøstimuli og tilpasse sig dem på en eller anden måde, selvom de ikke opfører sig på en aktiv måde, som vi ville tilskrive ægte intelligens.

En anden slags wearable

Det var dog først, da vi nærmede os slutningen af ​​det 20. århundrede, at forskerne for alvor begyndte at undersøge indlejring af elektronik i stoffer og andre beklædningsgenstande for at give dem næste generations sansning potentiel. I dag er markedet for wearables for tilsluttede enheder forholdsvis modent. Ifølge en nylig rapport, var den globale forsendelsesvolumen af ​​smarte wearables på 266,3 millioner enheder i 2020, hvilket omtrent svarer til Indonesiens samlede befolkning.

Men Sun kan ikke lide at sammenligne smart tøj med eksisterende wearables. "[Folk ser på nutidens smarte ure, og] de har sådan set den referenceramme," sagde han. "De spørger altid, som," Åh, kan det beregne mine kalorier? Kan den måle mit svedindhold?’ Og svaret er, at den kan meget mere end det. Vi forsøger at måle biomekanisk bevægelse; vi kan faktisk måle vinklerne, drejningsmomentet, belastningen."

Forestillingen om at være i stand til at fange alle aspekter af den menneskelige krop i bevægelse er potentielt transformerende. Overvej sportstøj, der kan fortælle dig, om du kaster en pitch korrekt eller løfter en vægt korrekt, eller et fitnesscenter skjorte, der vil fortælle dig, om den skal anstrenge sig mere på et bestemt tidspunkt, hvilket indikerer succesfulde muskler vækst. Ved at prikke sensorer op på bagsiden af ​​en skjorte som ryghvirvler sagde Sun, at det er muligt at måle krumningen af ​​en bærers rygsøjle. Ved at placere dem på brystet kunne det være muligt at måle vejrtrækningen. Sådanne wearables lover at være game-changere, når det kommer til at forebygge skader og forbedre teknikken.

”Vi kan måle ting som at strække; vi kan måle ting som at bøje; vi kan måle ting som pres,” sagde han. “Og med det … kan vi faktisk lave flere højlagsberegninger. Hvis du måler for afstande og afstand som en funktion af tid eller afstand som en funktion af radianer, kan du få ting som vinkelhastighed, drejningsmoment og belastning. Det er de enheder, der er mest interessante for vores kunder.”

Den bløde lancering

Sun blev interesseret i området smarte materialer efter at have arbejdet i et MIT-forskningslaboratorium, der samarbejdede med sportstøjsfirmaet Puma om at lave højteknologiske sko. Han sagde, at han oprindeligt troede, at denne teknologi ville være mest nyttig for fysioterapeuter (hans søster er en), men blev hurtigt overbevist om, at denne teknologi er mest umiddelbart egnet til atletikken marked.

Nextiles' første produkter inkluderer et arm- og knæærme, der kan bruges til at konstatere mekaniske ændringer fra forskellige punkter på kroppen. Sun beskriver passende nok deres udrulning denne sommer som en "blød lancering." "Vi vil lancere flere af vores betaprodukter til nogle af disse avancerede atleter," sagde han.

På nuværende tidspunkt bemærkede han, at der kun er 10 af virksomhedens produkter "flyder i verden lige nu" i alfatest, men senere på året håber han, at dette tal vil være i tusindvis.

I mellemtiden fortsætter Nextiles sin søgen efter "nye sansningsmodaliteter", herunder - men ikke begrænset til - EKG, EEG og EMG. (Det er puls, hjerneaktivitet og muskelsundhed.) På lang sigt overvejer han muligheden for den slags sundhedssporende biometriske data, der i øjeblikket er indsamlet ved hjælp af smartwatches og andre enheder, men udvidet til at dække hele kroppen. Ud over velvære kan smarte stoffer også bruges til at interagere med verden omkring os, hvilket resulterer i mere problemfri interaktion med vores miljø.

Nextiles er heller ikke tilfreds med at blive i wearables-rummet. Det er at lave smarte stoffer, og selvom stoffer er synonyme med tøj, er de ikke begrænset til det. Som Sun sagde: "Syning er virkelig overalt. Det er i tæpper, det er i dine køretøjer, det er i [fly]. Alle steder, der har brug for en blød overflade, har du stoffer."

Forestil dig, foreslog han, et sengetøj, der samler data om, hvordan du sover, eller tæpper, der indsamler information om, hvordan materialet forvandles over tid, når folk går over det. Noget af dette kunne handle om passiv dataindsamling, der kunne give producenterne mulighed for at indsamle oplysninger om brug i den virkelige verden, på samme måde som bogudgivere i Kindles tidsalder kan se, hvordan en e-bog læses (eller ikke læses), når først kunden har købt den. Mere spændende kan det være forbundet med en eller anden form for aktivering, såsom en seng, der bliver hårdere eller blødere baseret på dit søvnmønster.

En overfyldt plads

Nextiles er ikke den eneste enhed, der arbejder inden for smart wearables. Forskere, der arbejder på universiteter, har skabt spændende prototyper, såsom et stof, der kunne forvandle tøj til en bærbar skærm og forskellige bestræbelser på at lave varme- og kølematerialer, der kunne sikre, at individer holdes ved optimale temperaturer, uanset hvor de går. Så er der startups som det Montreal-baserede Hexoskin, som har udviklet sensorladet smart tøj til at indsamle "kontinuerlige hjerte-, lunge-, aktivitets- og søvndata", og Katapult, hvilket gør en enhed på størrelse med bipper båret af nogle NBA-hold for at måle bevægelse og fysisk anstrengelse.

Det har teknologigiganter som Apple patenter på dette område, selvom de endnu ikke har annonceret eller sendt noget. Den store hval i dette hav ser ud til at være Google, som annoncerede sin Projekt Jacquard initiativ på sin Google I/O-konference i 2015. Opkaldt efter den innovative hulkort-kontrollerede Jacquard-væv fra 1801, ledes Project Jacquard af søgegigantens Advanced Technology and Projects-gruppe og dedikeret til at udvikle berøringsfølsomme stof.

En associeret aftale med Levi Strauss & Co. resulterede i en smart jakke, der var længe på sci-fi løfte, men kort på umiddelbar nytte. Andre Project Jacquard kreationer (En rygsæk! En skosensor!) er også blevet frigivet, selvom ingen hidtil har taget stor fart.

Hvad Googles arbejde på dette domæne fremhæver, er, hvordan det stadig er tidlige dage for smart tøj. Project Jacquard sigter efter lavthængende frugt: "Spring en sang over ved at stryge dit ærme," bemærker det på sin hjemmeside. "Tag et billede ved at trykke på en skulderrem. Bliv mindet om den telefon, du efterlod, med et lysblink eller en haptisk buzz på din manchet." Disse er sjove gimmicks, men bestemt ikke transformative. De er, som man siger, evolutionære snarere end revolutionære.

Starten på en lang rejse

Spørgsmålet er, om Nextiles vil være i stand til ikke bare at overleve, men trives i lyset af en voksende interesse for dette område. Hvor spændende en vej denne uden tvivl er, føles det også som om, det er starten på en lang rejse.

"Vi har nok ildkraft til at få os i gang det næste år, og vi voksede hele tiden holdet," sagde Sun. "Vi har faktisk allerede betalende kunder, som vi genererer omsætning. Det opretholder faktisk det meste af vores R&D. Desuden søger vi om tilskud. Vi ved, at der er ansøgningspotentiale inden for sundhed og medicin, så ting som [National Science Foundation] eller lignende bureauer søger vi også om tilskud fra. Der er mange veje, hvor vi enten modtager penge eller tjener penge."

At fokusere på det atletiske marked til at begynde med er et klogt træk. Ikke alene har højtydende atleter mere brug for dataene og vil formentlig bruge mere for at få dem, men der er også få bedre måder at sælge et nyt produkt til offentligheden på end at få det båret af topfigurer i verden af sport.

Hvis Nextiles kan udfolde sine ambitioner, har det måske blot skabelsen af ​​en meget lovende virksomhed på hånden. Og hvem ved? Derved kunne det for altid forvise vores billede af Star Trek-style onesies eller mareridtsagtig Darth Vader og RoboCop-stil rustning som det ultimative inden for science fiction-tøj.

Redaktørens anbefalinger

• De bedste smartwatches og wearables fra CES 2023
• Den bærbare teknologiske revolution vil ikke ligne Apple Watch