قدمت مجموعة بريفيل الرياضية الملابس عام ٢٠٢٢، وتحتوى على أقطاب كهربائية وحاصلة على براءة اختراع، وجيب صغير مخفى لتخزين المستشعر, وتشمل هذه التقنية مستشعر بريفيل، وتطبيقه، والتى تتكامل بسلاسة لتقديم رؤى رئيسية تساعد المستخدمين على تحسين مستوى لياقتهم البدنية. ويتتبع المستشعر خفيف الوزن معدل ضربات القلب، ومعدل التنفس، ودرجة حرارة وحركة الجسم لمساعدة المستخدمين على اتخاذ أذكى قرارات اللياقة البدنية (شكل2). بينما يلتقط التطبيق أكثر من مليون نقطة بيانات خلال كل تمرين ويحولها إلى رؤى هادفة وقابلة للتنفيذ. وصُممت مجموعة الملابس الذكية المكونة من أربع قطع بمقاس مريح للغاية، ومصنوعة من مواد متينة وخفيفة الوزن وقابلة للتمدد، وتمتص الرطوبة، وجيدة التهوية، لضمان أقصى درجات الراحة والحركة. وتتميز هذه الملابس بحمالات صدر رياضية قابلة للتعديل، وقمصان بأكمام قصيرة وطويلة، وقمصان بدون أكمام، جميعها مزودة بجيب مخفى لمستشعر بريفيل. والملابس مزودة بأقطاب كهربائية تقيس قراءات تخطيط القلب الكهربائى (
ECG) بدقة عالية ووفق المعايير السريرية مباشرةً من قلب مرتديها، مما يُغنى عن الأسلاك والأشرطة لتوفير ملابس مريحة ومتينة (شكل1). وتحدد بيانات تخطيط القلب الكهربائى معدل ضربات القلب وتغيراته، وفترة التعافى، ومعدل ضربات القلب الانتصابى، وعمر القلب، والرجفان الأذينى، ونبض القلب المنتبذ. وتقيس الملابس الذكية أيضًا حالة التنفس، ووقته، ونوعه (صدري/حجابي)، وعتبة التهوية، وحجم الهواء بالدقيقة، مما يُمكّنها من تحديد مستويات التنفس غير الطبيعية والتوتر. وتقيس درجة حرارة الجسم الأساسية، واستهلاك الطاقة، ومستوى الترطيب. ويُركز على وحدة القياس بالقصور الذاتى لفهم التسارع ووضعية الجسم وتصنيف الأنشطة بين المشى، والجرى، وركوب الدراجات، والتدريب المتقطع عالى الكثافة، واليوجا وغيرها. الاتصال اللاسلكى (شكل 4): ترى الجامعة الوطنية فى سنغافورة أن الأمراض المزمنة، مثل أمراض القلب والسكتة الدماغية، تُمثل الآن سبعة من أصل عشرة أسباب رئيسية للوفاة فى الولايات المتحدة، وأكثر من 86% من تكاليف الرعاية الصحية. ويركز جزء كبير من التفكير الحالى على تقديم الرعاية الصحية الوقائية فى العيادات والمنازل ,على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع مما يُنشئ الجناح الافتراضى. وسيتطلب هذا اتصالا لاسلكيًا مستمرًا باستخدام تقنيات مثل البلوتوث/الواى فاى والاتصال قريب المدى (
NFC). ومع ذلك، نظرًا للتأثير العميق لجسم الإنسان على الإشارات اللاسلكية، يُمكن استخدام الملابس للتحكم بهذه الإشارات، ويُمكن استخدام تصميم المنسوجات لوضع منسوجات موصلة على الجزء الخارجى من الملابس لجعل الإشارات تنزلق على طول الجسم عن طريق تقييد الإشارة فى حدود 10 سم تقريبًا, ويُمكن استخدام التطريز الرقمى مع خيوط موصلة مُغلّفة لجعلها قابلة للغسيل. ويُمكن استخدام موسعات لتمديد الاتصال قريب المدى (
NFC) إلى نحو متر واحد، على سبيل المثال، لتشغيل أجهزة الاستشعار أو عند استخدام الملابس لتشغيل هاتف ذكى. توليد الطاقة: ناقش الدكتور جون تشن،فى قسم الهندسة الحيوية بجامعة كاليفورنيا فى مؤتمر شبكة المنسوجات الإلكترونية استخدام المنسوجات الذكية فى الرعاية الصحية الشخصية. وتناول استخدام كهرباء الاحتكاك لتوليد الطاقة اللازمة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء من خلال تقنيات مثل المولدات النانوية والمولدات المغناطيسية المرنة. فمثلا يمكن لملاءة سرير ذكية حساسة للضغط الاستفادة من حركة الجسم لتوليد الطاقة ومراقبة حالات مثل انقطاع النفس النومي, كما يمكن استخدام المنسوجات الذكية فى المراقبة المستمرة للنبض ومراقبة القلب والأوعية الدموية المتنقلة، بينما يمكن استخدام القفازات الذكية فى العلاج بالإشارة إلى الكلام أو ترجمة لغة الإشارة، ويمكن استخدام الطاقة الشمسية, والميكانيكية الحيوية، وحرارة الجسم، والطاقة الكيميائية الحيوية لشحن الهواتف المحمولة أو تشغيل الساعات الذكية.
استدامة المنسوجات الإلكترونية: شكّلت الاستدامة والإنتاج المسئول محورَى مؤتمر نوتنجهام، حيث واجهت قضايا مثل إعادة الاستخدام وإعادة التدوير تحدياتٍ مُستمرة من قِبَل الصناعة. وتحتاج المنسوجات الإلكترونية أيضًا إلى تحسينات للمتانة وقابلية الغسل والحساسية، مع مراعاة قضايا نهاية العمر الافتراضى والتخلص منها منذ مرحلة تطوير التصميم الأولية. وتختلف مستويات تكامل الإلكترونيات مع المنسوجات التى تُعدّ من أكثر الصناعات تلويثًا فى العالم , ويرتبط ذلك باستخدام موارد المواد وقابلية إعادة تدوير المنتج النهائى. وهناك تحدياتٌ مُتعددة فى تطوير تطبيقات أكثر استدامةً وديمومةً للمنسوجات الإلكترونية.
المصدر:
Geoff Fisher,Challenges in Making Smart Clothing Accessible for Healthcare ,International Fiber Journal, February 24, 2023.