ابتكار جديد وتطبيقات مبهرة في عالم الأقمشة الذكية

انضمّت شركة «نكستايلز» للألبسة إلى كلّ من آبل وسامسونغ وغوغل في البحث عن أفكارٍ تهدف إلى إضفاء خصائص كومبيوترية على الملابس اليومية. و«تكستايلز» هي شركة لصناعة الألبسة مدعومة من المؤسسة الوطنية للعلوم، وتسعى لحياكة تقنيات شبيهة بأحهزة «فيتبت» (التي ترصد المؤشرات الصحية) في النسيج. وتعتبر هذه التقنية إضافة جديدة على لائحة آخذة في التطوّر من الجهود الهادفة لإحداث ثورة في عالم لملابس التي نرتديها.
أقمشة ذكية
أطلقت الشركة النّاشئة في مدينة بروكلين الأميركية، الشهر الماضي، «قماشها الذكي» الحاصل على براءة اختراع والقابل للغسل في الآلات، كوسيلة جديدة لجمع البيانات الحيوية.
شملت الموجة الأولى من إنتاج الشركة الملابس الرياضية، والفكرة منها السماح للرياضيين بقياس عوامل كالسرعة والقوّة والزخم وغيرها من المقاييس التي ترصدها تقنيات اليوم القابلة للارتداء كالساعات والأساور الذكية.
تهدف الرؤية الأوسع للشركة إلى إدخال هذا النسيج المتقدّم إلى الأسواق الاستهلاكية الكبرى لمراقبة معدّل نبض القلب والتنفّس عبر الملابس التي نرتديها يومياً.
وكشف جورج صان، الرئيس التنفيذي في «نكستايلز» والمسؤول السابق في شركة «بوما» الشهيرة بصناعة الألبسة الرياضية الفاخرة، أنّ «هدفه كان تحويل الخيوط التي نرتديها كلّ يوم إلى عنصر ذكي مستخدم في الملابس اليومية. لذا، عوضاً عن لصق رقاقة كومبيوتر في الجسم، أضافت الشركة هذه الدوائر الذكية إلى الكمّ والقميص والسروال».
استهلّت «نكستايلز» إنتاجها بكمّ يُلبس في الذراع والركبة مصمم لقياس التغيرات الميكانيكية من نقاط بيانية مختلفة موجودة فيه، ويمكن استخدام هذه المعلومات التي يجمعها لتوقّع وتجنّب الإصابات والرضوض، بحسب ما أفاد صان. ليست «نكستايلز» الشركة الأولى التي تحلم بهذا النّوع من الصناعات، ولكنّ خطّ الإنتاج الذي أطلقته هو المقاربة الأحدث في سيل الأفكار الساعية لإحداث ثورة في عالم الأنسجة المستخدمة لتصميم ما يتعدّى الملابس العصرية.
انطلاقة عالمية
في فبراير (شباط) الماضي، منحت آبل براءة اختراع لـ«أزرار قماشية ذكية» قادرة على تشغيل ضوابط التحكّم في ساعات آبل الذكية وهواتف الأيفون وأجهزة الماك بوك. وفي عام 2018 منحت سامسونغ براءة اختراع لـ«ملابس ذكية» يتغيّر لونها حسب الطلب. ولكنّ غوغل تفوّقت على الشركتين بإطلاق قسمٍ خاصٍ للقماش الذكي أسمته «بروجكت جاكوارد» في 2015. بعد سنتين من إطلاقه، وقّع القسم شراكة مع علامة «ليفي» التجارية لتصميم سترة مع تطبيق مرافق تتيح استخدام الملابس للإجابة على الاتصالات. قوبِلت السترة بتقييمات متباينة ولكنّ شركة البحث العملاقة لم تتوقّف عن العمل مع العلامات التجارية، فقد تعاونت العام الماضي مع شركة أديداس لصناعة رباط حذاء خاص بلاعبي كرة القدم المهتمّين بقياس ركلاتهم وقوّة رمياتهم والمسافة والسرعة. واليوم، تعمل مختبرات بحثية عدّة على دفع الأمور إلى المزيد من التطوّر.
ماذا إن أصبح القميص الذي ترتدونه قادراً على استشعار التعرّق وتعديل درجة حرارته؟ أو ماذا إذا استطاع سروالكم ملاحظة تغيّرات خطواتكم وإنذاركم قبل وقوع الإصابات؟ يعتقد الباحثون أنّ المستقبل سيأتي حاملاً معه هذا النّوع من الابتكارات. قد يتطلّب الأمر سنوات، وربّما لعقود، لتصل هذه التقنية إلى المستهلك، ولكنّ أسُسها توضع اليوم بفضل علماء يبتكرون قطعٍ قماشية توسّع الحدود التقنية القائمة.
أقمشة بشاشات
في مارس (آذار)، نشر باحثون من جامعة «فودان» الصينية نتائج دراسة شهدت تطوير قماشٍ إلكتروني قادر على تحويل الألسبة إلى شاشة عرض. ويأمل هؤلاء أن يحوّلوا نشاطهم إلى السوق الاستهلاكية بحلول العام المقبل، بحسب كيبينغ بيي، عالم موادٍ في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجليس، الذي شارك في إعداد الدراسة.
وفي عام 2019 اخترع باحثون من جامعة ميريلاند قماشاً قادراً على تدفئة الشخص عندما يشعر بالبرد، وتبريده عند شعوره بالحرّ.
يعمل باحثون من معهد ماساتشوستس للتقنية منذ سنوات على رسم مستقبل الأقمشة من خلال ابتكار طرائق جديدة لتصغير حجم البطاريات والميكروفونات والموصلات إلى درجة تتيح لصقها بخيطٍ واحد.
من جهتها، تعتمد «نكستايلز» في مقاربتها لصناعة الأقمشة الذكية على استخدام خيوط متوفّرة في الأسواق وقابلة للغسل في الآلات.
خيوط قطن فولاذية
تستخدم الشركة التي تأسّست في 2018، خيوطاً من أقمشة كالقطن والبوليستر والسباندكس، ومن ثمّ تغطّيها بمادّة واصلة، غالباً ما تكون الفولاذ الصلب، لجمع البيانات. بعد دمجها بالبوليمرات الواصلة، تؤدّي الألياف دور الأسلاك وتصبح قادرة على نقل الإشارات. بعدها، تحيك الشركة هذه الألياف في القماش، وتضع الخيوط فوق بعضها باستخدام تقنيات درزٍ من تطويرها.
في هذا الإطار، قال صان في حديث تناقلته وسائل الإعلام الأميركية: «نحيك هذه الألياف على شكلِ قالب حلوى. نخيط شكلاً ما في الطبقة الأولى، وشكلاً آخر في الطبقة الثانية، وفي طبقات أخرى عدّة، حتّى تصبح الخيوط على شكلِ طرقات سريعة متقاطعة». توضع أجهزة الاستشعار بأسلوب استراتيجي حول القماش، وتُضاف عليها رقاقات بلوتوث بحجم الظفر، مهمّتها إرسال المعلومات إلى الهاتف الذكي أو الكومبيوتر للمعالجة.
تتعاون الشركة، التي تدّعي أنّ أقمشتها حسّاسة لأي حركة يقوم بها المرتدي، مع رياضيين وتبيعهم منتجاتها لقياس درجة انحناء وتمدّد والتواء الخيوط والأقمشة حول الجسم أثناء الأداء، ما يساعدها على استخلاص مقاسات غير ظاهرة للعين المجرّدة كالزخم وعزم الدّوران. تعمل «نكستايلز» أيضاً للحصول على براءات اختراع أخرى لإجراء تخطيط للقلب ومراقبة درجات الحرارة بهدف توسيع وجودها في سوق تقنيات الرشاقة المتّصلة وفي مجالي صناعة المركبات والطبّ.
يستطيع صانعو المركبات استخدام الأقمشة الحسّاسة لمقاعد السيّارات لزيادة التفاعل البشري مع العربة، أو على العجلات لتحسّس التغييرات في الطرقات. تخيّلوا مثلاً أنّ يعرف مقعد سيّارتكم وحده أنّكم تشعرون بالبرد ويبادر تلقائياً إلى تسخينه.
توجد الكثير من الأفكار حول مدى التغيير الذي قد تحدثه الابتكارات التقنية القماشية في العالم، ولكنّ المستهلكين لن يستطيعوا في وقتٍ قريب شراء أي قطعة قماشية تؤدّي مهمّة أكثر تعقيداً من قياس الأداء أو التحكّم بمستوى الصوت في الهاتف الذكي.
يقول الباحثون إنّ العلماء يستطيعون القيام بأمور كثيرة في المختبرات، ولكنّ معظم النتائج التي قد يحصلون عليها سيكون تطبيقها صعب على نطاقٍ واسع بالنسبة للشركات.
لم تكشف «نكستايلز» بعد عن تكلفة الكمّ والبرنامج اللذين طوّرتهما، ولكنّ الرئيس التنفيذي للشركة قال إنّ تقنية شركته مطلوبة وإنّ «معظم الرياضيين البارزين لا يمانعون دفع سعرٍ مرتفع مقابل استخدامها».
استشعار كومبيوتري
وتبيع شركات أخرى في مجال الملابس الرياضية الذكية منتجاتها بأسعارٍ عالية أيضاً. على سبيل المثال، تقدّم شركة «هيكسوسكين» في مونتريال، قميصاً مدعّماً بأجهزة الاستشعار يرافقه جهاز بلوتوث مقابل حوالى 400 دولار، بينما تبيع شركة «مينوتك» الفنلندية حزام «إم بيلت» الذي يراقب العضلات بحولى 1500 دولار.
يعتبر البعض أنّه من الصعب معرفة ما ستؤول إليه الأمور في مستقبل الأقمشة المدعومة بخصائص كومبيوترية. ويبقى أنّ نرى ما إذا كان المستهلكون سيرغبون بارتداء قميصٍ متطوّر مزوّد بأسلاك مدمجة في ظلّ وجود ساعات وهواتف ذكية تقوم بالكثير من المهام أصلاً. وتشير دالفين براون الأميركية المتخصصة بتغطية أهم المبتكرات الجيدة في واشنطن إلى أنه ومع ذلك، وضع معهد ماساتشوستس للتقنية خريطة طريق تشرح احتمالات تطوّر الأقمشة الإلكترونية، بداية مع «الأقمشة الكومبيوترية» أو المواد الليّنة المصنوعة من أليافٍ فردية قادرة على تخزين كمّ كبير من البيانات والطّاقة. يوجد في المعهد اليوم باحثون يركّزون على هذه الجهود، ويوماً ما، قد تصبح هذه الخيوط معزّزة بخوارزميات تستطيع فهم البيانات الجسدية التي جمعتها الملابس. ويقول يويل فينك، أستاذ علوم المواد في معهد ماساتشوستس للتقنية: «تخيّلوا فقط أنّ كلّ الكيميائيات الحيوية التي تخرج من جسمكم تُفرز في ملابسكم، إلّا أنّ كلّ هذه المعلومات تضيع اليوم في آلات غسيل الملابس. ولكن في مرحلة معيّنة، قد يصبح بإمكان القماش الذي ترتدونه تعلّم الإنصات إلى التغييرات الجسدية الطفيفة، وإنذاركم للذهاب إلى الطبيب وإجراء الفحوصات. ستغيّر هذه التطوّرات طريقة تفكيركم بالعناية الصحية.