Исследователи параллельно соединяют несколько текстильных мышечных нитей и сплетают их в одну ткань. Прочность тогда намного выше. Автор: Улов Плантабер
Текстильные мышцы — это молодая область исследований, которая зародилась в Швеции в Университете Линчёпинга и Университете Бурос. В долгосрочной перспективе технология может быть встроена в одежду, которая может давать дополнительный импульс при подъеме тяжестей, обнимать на расстоянии и помогать слабовидящим ориентироваться в городской среде.
«Когда мы говорим экзоскелет, мы видим перед собой почти роботизированную фигуру с неуклюжими механическими частями. Но с текстильными мышцами длинное нижнее белье, сотканное из нашей пряжи, может быть достаточным для обеспечения дополнительной прочности, например, при подъеме тяжестей», — говорит Эдвин Ягер, профессор Линчёпингского университета.
В 2017 году его исследовательская группа совместно с исследователями из Университета Бороса показала, как обычная нить с покрытием из проводящего пластика (ПЭДОТ и полипиррол) может растягиваться и сжиматься под воздействием электрического тока. Эта новость привлекла большое внимание.
Но одна нить не обладает высокой прочностью. Поэтому исследователи параллельно соединяют несколько нитей и сплетают их в одну ткань. Прочность тогда намного выше. Однако динамика движущейся ткани гораздо сложнее, чем вы могли бы подумать на первый взгляд.
В Университете Буроса есть ряд исследователей, изучающих ткани и текстиль.
«Мы соприкасаемся с текстилем 99 процентов нашей жизни — с одеждой, которую вы носите, с простынями, на которых спите, и с машиной, на которой ездите. Существует также огромный потенциал для создания умного текстиля, который может быть полезен в повседневной жизни многим людям», говорит Карин Бэке, доктор философии. студент факультета текстильных технологий Университета Борос.
Рукав с ткаными текстильными мускулами, обеспечивающими тактильную обратную связь. Фото: Weafing
Область ее исследований — технология текстильных материалов с акцентом на текстильные структуры для механического приведения в действие и тактильной коммуникации (хептика). А тактильная коммуникация — это область, где исследования текстильных мышц наиболее близки к практическому применению.
В недавно завершенном проекте Horizon 2020 исследовательские группы из LiU и Университета Бораса совместно с Университетом Твенте в Нидерландах, Парижским университетом CY Cergy во Франции и компаниями Elitac Wearables и Wearable Technologies разработали рукав с тканевыми текстильными мышцами, которые могут обеспечивать тактильную обратную связь.
«Мы сосредоточились на тактильных ощущениях в проекте, потому что текстильные мышцы в настоящее время слишком слабы и медленны, чтобы функционировать как настоящие мышцы», — говорит Баке.
Исследователи смогли показать, как рукав можно использовать для социального прикосновения на расстоянии. Каждый пользователь носит рукав, подключенный к своему компьютеру. Когда один человек гладил свой рукав, другой чувствовал поглаживание через свой рукав.
Происходит следующее: встроенные датчики чувствуют давление человека, который делает поглаживание. Эти сигналы передаются в рукав получателя, где текстиль сокращается из-за текстильных мышц. Это создает давление на кожу, которое воспринимается как прикосновение. Но эта технология полезна не только для пар, жаждущих близости в отдаленных отношениях.
«Для людей с нарушениями зрения это может стать возможностью получать информацию об окружающей среде через одежду, чтобы облегчить навигацию, например, в городской среде», — говорит Ягер.
Текстильные мускулы вскоре могут быть интегрированы в повседневную одежду. Автор: Олов Плантабер
Он считает, что это также может быть использовано в игровой индустрии как дополнение к VR, которое улучшает игровой опыт. Например, вы можете чувствовать давление на свое тело, когда в вас стреляют в игре.
«Вот где сейчас большие деньги. Возможно, это то направление, в котором вы должны пойти, чтобы изначально коммерциализировать продукт. После этого вы можете инвестировать в другие, более интересные приложения, которые принесут пользу обществу», — говорит Джагер.
Следующим шагом исследования является увеличение веса, который может поднять каждая текстильная мышца. В долгосрочной перспективе видение заключается в создании целых предметов одежды, в которые интегрированы текстильные мышцы. Они обеспечат мягкий экзоскелет, который не будет виден снаружи.
«При уходе за пожилыми людьми это был бы отличный вариант как для персонала, который мог бы избежать повторяющихся травм от перенапряжения при подъеме тяжестей, так и для пожилых людей, которые могли бы получить подъем, когда встают. Но это также может быть актуально для строителей и других лиц, которые много поднимают тяжестей на своей работе», — говорит Ягер.
Проект Horizon 2020 под названием Weafing уже завершен, но исследования и сотрудничество между LiU и Университетом Бороса продолжаются благодаря гранту в размере 6 миллионов шведских крон от Фонда Эрлинга Перссона, который поддерживает исследования с 2017 года. Нильс-Кристер Перссон, старший преподаватель Университета Бороса, считает, что они только слегка коснулись потенциала этой технологии:
«Дело в том, что в нашем теле есть мышечные волокна, а кто может быть экспертом в волокнах, если не текстильный мир? Мы можем многое черпать из природы и реализовывать в текстиле. После научных успехов мы с нетерпением ждем разработки инновации, которая может принести пользу людям», — говорит он.
По словам Ягера, разработка идет быстрыми темпами, и мы можем увидеть первый функционирующий мягкий экзоскелет в не столь отдаленном будущем, и он говорит: «Я очень рад, потому что в 2017 году у нас была небольшая нить пряжи который двигался и работал только в жидкости, и теперь у нас есть полностью функциональный прототип рукава. Я думаю, это фантастика, что нам удалось пройти весь этот путь всего за семь лет.»
Предоставлено Университетом Линчёпинга
