Detta futuristiska tyg kan omdefiniera bärbar teknik

Under en sträcka på cirka ett och ett halvt sekel, från mitten av 1800-talet till slutet av 1900-talet, var klädindustrin New Yorks största tillverkningsindustri. New York tillverkade mer kläder än någon annanstans i världen, och fler New York-bor arbetade i det än i något annat yrke.

Hoppa fram till idag, och 10 miles från kläddistriktet, i en gammal Navy Yard-byggnad i Brooklyn – nu utrustad som ett trendigt startup-nav med krukväxter, grupprum och färgglada solstolar – ett företag kallad Nextiles försöker sätta turbo på nästa fas av innovation inom tyg och sömnad. Och medan kläder tillverkade i kläddistriktet lovade att få sina ägare att se smarta ut, är Nextiles det skära ut mellanhanden genom att använda någon imponerande, banbrytande teknik som gör kläderna själva smart.

"Våra material är i grunden baserade på tyger," sa George Sun, Nextiles VD och medgrundare, till Digital Trends. "Vi använder fortfarande polyester, vi använder fortfarande nylon, vi kan fortfarande använda bomull och läder, men vi gör dem ledande. När saker är ledande leder de uppenbarligen elektricitet - och med elektricitet är du i dimensionen av elektroteknik och hårdvara, eller hur? När du väl har elektroner som rör sig, och du är i det utrymmet, kan du dra nytta av alla dessa unika principer: motstånd, kapacitans, induktorer, transistorer och så vidare. Det vi brukar säga är att vi skapar ett halvledande material i tygform.”

Nextiles grundades 2018. Med stöd av National Science Foundation (NSF), dess patenterade – och, ja, maskintvättbara – smarta tyg med avancerad sensorteknik är designad för att fånga biometrisk och biomekanisk data som strömmas via Bluetooth på riktigt tid. Tygerna som tillverkas är belagda med ledande material som rostfritt stål som gör att de kan samla in och överföra data.

Att väva dessa individuella fibrer till vad Sun kallar ett "motorvägssystem av ledande trådar" öppnar nya möjligheter för granulär datainsamling som involverar människokroppen. Just nu riktas det mot idrottare, men en dag kan det bidra till att göra alla våra kläder mer intelligenta. Har du någonsin velat att din spandex skulle prata tillbaka till dig? Det är din lyckodag.

Människocentrerad teknik

Wearables är en bred kategori när det kommer till datoranvändning. Det hänvisar till ett stycke datorteknik som är bärbar och bärs med oss ​​vart vi än går, baksidan av förr i tidens rumstora stordator eller den stationära datorn. A smartphone kan, i lösaste bemärkelse, anses vara bärbar (särskilt när den är fastspänd på en löpares arm). Hörlurar är verkligen bärbara eller, som de ibland kallas, "hörbara.” En smartklocka är en bärbar. Så, möjligen, är smarta implantat. Smarta glasögon räkna också.

Var och en av dessa fungerar på olika sätt och kräver, eller kommer att kräva, mycket olika användargränssnitt och upplevelser för att uppfylla sin verkliga potential. Det som förbinder dem – förutom deras mindre storlek – är hur de passar in i vilken användarupplevelseguru Don Norman skulle kalla människocentrerad teknik. Detta är teknik som diskret tonar in i bakgrunden, samlar in data och ger support utan att kräva att vi uttryckligen fokuserar på själva tekniken.

Bärbara produkter måste vara teknologi, fäst på kroppen, som ändå inte ständigt uppmärksammar oss på dess närvaro som teknologi. Som Manfred Clynes och Nathan Kline, de två forskarna som myntade termen "cyborg" 1960, beskrev deras koncept av en människa-maskin-hybrid är det ett "exogent utökat organisatoriskt komplex som fungerar som ett integrerat homeostatiskt system omedvetet” (min kursivering).

Idén om smarta material började ta fart på 1960-talet med allt från formminnesmaterial och polymera geler till fotokroma linser som får glasögon att mörkna i solljus. Alla dessa involverar material som kan känna av miljöstimulans och anpassa sig till dem på något sätt, även om de inte beter sig på ett aktivt sätt som vi skulle tillskriva äkta intelligens.

En annan sorts bärbar

Men det var inte förrän vi närmade oss slutet av 1900-talet som forskare på allvar började undersöka inbäddning av elektronik i tyger och andra klädesplagg för att ge dem nästa generations känsla potential. Idag är marknaden för bärbara enheter för anslutna enheter relativt mogen. Enligt en färsk rapport, den globala leveransvolymen av smarta wearables uppgick till 266,3 miljoner enheter 2020, ungefär motsvarande den totala befolkningen i Indonesien.

Men Sun gillar inte att jämföra smarta kläder med befintliga kläder. "[Folk tittar på dagens smarta klockor och] de har typ den referensramen", sa han. "De frågar alltid, som," Åh, kan det beräkna mina kalorier? Kan den mäta min svetthalt?’ Och svaret är att den kan göra mycket mer än så. Vi försöker mäta biomekanisk rörelse; vi kan faktiskt mäta vinklarna, vridmomentet, töjningen.”

Föreställningen om att kunna fånga varje aspekt av människokroppen i rörelse är en potentiellt transformativ sådan. Överväg sportkläder som kan tala om för dig om du kastar en plan rätt eller lyfter en vikt ordentligt, eller ett gym skjorta som låter dig veta om den måste anstränga sig mer vid en viss punkt, vilket indikerar framgångsrik muskel tillväxt. Genom att pricka sensorer på baksidan av en skjorta som kotor, sa Sun att det är möjligt att mäta krökningen av en bärares ryggrad. Genom att placera dem på bröstet kan det vara möjligt att mäta andningen. Sådana wearables lovar att förändra spelet när det gäller att förebygga skador och förbättra tekniken.

”Vi kan mäta saker som stretching; vi kan mäta saker som att böja; vi kan mäta saker som tryck”, sa han. "Och med det... kan vi faktiskt skapa fler höga beräkningar. Om du mäter för avstånd och avstånd som en funktion av tid, eller avstånd som en funktion av radianer, kan du få saker som vinkelhastighet, vridmoment och töjning. Det är de enheter som är mest intressanta för våra kunder.”

Den mjuka lanseringen

Sun blev intresserad av området smarta material efter att ha arbetat i ett MIT-forskningslabb som samarbetade med sportklädesföretaget Puma för att tillverka högteknologiska skor. Han sa att han från början trodde att denna teknik skulle vara mest användbar för sjukgymnaster (hans syster är en), men blev snabbt övertygad om att denna teknik är mest lämplig för friidrott marknadsföra.

Nextiles första produkter inkluderar en arm- och knähylsa som kan användas för att fastställa mekaniska förändringar från olika punkter på kroppen. Sun beskriver lämpligt nog deras lansering i sommar som en "mjuk lansering." "Vi kommer att lansera flera av våra betaprodukter till några av dessa avancerade idrottare," sa han.

För närvarande noterade han att det bara finns 10 av företagets produkter "flytande i världen just nu" i alfatestning, men senare i år hoppas han att detta antal kommer att vara i tusental.

Under tiden fortsätter Nextiles sitt sökande efter "nya avkänningsmodaliteter" inklusive - men inte begränsat till - EKG, EEG och EMG. (Det är hjärtfrekvens, hjärnaktivitet och muskelhälsa.) På lång sikt överväger han möjligheten för den typ av hälsospårande biometrisk data som för närvarande samlas in med smartklockor och andra enheter, men utökas till att täcka hela kroppen. Utöver välbefinnande kan bärbara smarta tyger också användas för att interagera med världen omkring oss, vilket resulterar i en mer sömlös interaktion med vår miljö.

Nextiles nöjer sig inte heller med att stanna i utrymmet för bärbara enheter. Det gör smarta tyger och även om tyger är synonymt med kläder är de inte begränsade till det. Som Sun sa: "Sömnad finns verkligen överallt. Det är i mattor, det är i dina fordon, det är i [flygplan]. Överallt som behöver en mjuk yta har du tyger.”

Föreställ dig, föreslog han, ett lakan som samlar in data om hur du sover eller mattor som samlar information om hur materialet förändras över tiden när människor går över det. En del av detta kan handla om passiv datainsamling som kan göra det möjligt för tillverkare att samla information om verklig användning, på samma sätt som bokförlag i Kindles ålder kan se hur en e-bok läses (eller inte läses) när kunden har köpt den. Mer spännande kan det vara kopplat till någon form av aktivering, till exempel en säng som blir hårdare eller mjukare baserat på dina sömnmönster.

Ett trångt utrymme

Nextiles är inte den enda enheten som arbetar inom smarta bärbara produkter. Forskare som arbetar på universitet har skapat spännande prototyper, till exempel ett tyg som kan förvandla kläder till en bärbar display och olika ansträngningar för att göra värme- och kylmaterial som kan säkerställa att individer hålls vid optimala temperaturer vart de än går. Sedan finns det startups som Montreal-baserade Hexoskin, som har utvecklat sensorladdade smarta kläder för att samla in "kontinuerliga hjärt-, lung-, aktivitets- och sömndata", och Katapult, vilket gör en enhet i pipstorlek bärs av vissa NBA-lag för att mäta rörelse och fysisk ansträngning.

Teknikjättar som Apple har patent på detta område, även om de ännu inte har tillkännagett eller skickat något. Den stora valen i detta hav verkar vara Google, som tillkännagav sin Projekt Jacquard initiativ vid sin Google I/O-konferens 2015. Uppkallad efter den innovativa hålkortskontrollerade Jacquardvävstolen från 1801, leds Project Jacquard av sökjättens Advanced Technology and Projects-grupp och dedikerade till att utveckla beröringskänsliga tyg.

En associerad affär med Levi Strauss & Co. resulterade i en smart jacka som var lång på sci-fi-löfte men kort på omedelbar användning. Andra Project Jacquard-skapelser (En ryggsäck! En skosensor!) har också släppts, även om ingen hittills har tagit fart i stort sett.

Vad Googles arbete på den här domänen framhäver är hur det fortfarande är tidiga dagar för smarta kläder. Project Jacquard syftar till lågt hängande frukt: "Hoppa över en låt genom att svepa din ärm", noterar det på sin webbplats. "Ta en bild genom att knacka på en axelrem. Bli påmind om telefonen du lämnade bakom dig med en ljusblinkning eller ett haptiskt surr på manschetten." Det här är roliga jippon men absolut inte transformerande. De är, som man säger, evolutionära snarare än revolutionära.

Början på en lång resa

Frågan är om Nextiles inte bara kommer att kunna överleva utan frodas inför ett växande intresse för detta område. Hur spännande en väg den här utan tvekan är, känns det också som att det är början på en lång resa.

"Vi har tillräckligt med eldkraft för att komma igång nästa år, och vi växte hela tiden laget," sa Sun. "Vi har faktiskt redan betalande kunder som vi genererar intäkter. Det upprätthåller faktiskt det mesta av vår FoU. Vi ansöker också om bidrag. Vi vet att det finns ansökningspotential inom hälsa och medicin, så saker som [National Science Foundation] eller liknande byråer ansöker vi också om bidrag från. Det finns många vägar där vi antingen tar emot pengar eller tjänar pengar."

Att fokusera på den atletiska marknaden till att börja med är ett smart drag. Inte bara har högpresterande idrottare mer användning av data och kommer förmodligen att spendera mer för att få det, men det finns det också få bättre sätt att sälja en ny produkt till allmänheten än att låta den bäras av toppfigurer i världen sporter.

Om Nextiles kan klara av sina ambitioner, kan det bara ha förutsättningarna för en mycket lovande verksamhet på sina händer. Och vem vet? Genom att göra det kan det för alltid förvisa vår bild av Star Trekonesies eller mardrömslika Darth Vader- och RoboCop-rustningar som det ultimata inom science fiction-kläder.

Redaktörens rekommendationer

• De bästa smartklockorna och bärbara enheterna från CES 2023
• Den bärbara tekniska revolutionen kommer inte att se ut som Apple Watch