تكنولوجيا الصحة
تقنية الأجهزة القابلة للارتداء المدعومة بالذكاء الاصطناعي قد تشهد تكاملًا في السيارات والأثاث وحتى بدلات الفضاء
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
تكتسب تقنية الأجهزة القابلة للارتداء زخمًا كبيرًا مع تقدم التكنولوجيا، وتصبح المستهلكون أكثر وعيًا بصحتهم، وتدعم المبادرات الحكومية الرفاهية.
أجهزة تتبع اللياقة والساعات الذكية هي الأكثر شعبية بين الأجهزة القابلة للارتداء، وتشهد طلبًا متزايدًا، حيث تُظهر الدراسات أن 35% من البالغين في الولايات المتحدة يستخدمون الأجهزة القابلة للارتداء. أما بالنسبة للفئات العمرية، فإن نسبة الاستخدام تصل إلى 40% بين الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و34 عامًا و25% للبالغين فوق 65 عامًا.
لكن هذا ليس كل ما تقدمه تقنية الأجهزة القابلة للارتداء. جزء متنامٍ من هذه التقنية هو الأقمشة الإلكترونية (e-textiles) أو الأقمشة الذكية.
تشير الأقمشة الإلكترونية إلى دمج الإلكترونيات مع الأقمشة لتشكيل منتجات نسيجية “ذكية”. تتمتع هذه الأقمشة الإلكترونية بالقدرة على تسجيل البيانات وتحليلها وتخزينها وإرسالها وعرضها إلى حد ما.
نظرًا لأننا نتعامل مع الأقمشة طوال معظم حياتنا، فمن المنطقي جعل ملابسنا ذكية.
الملابس والبطانيات المدفأة هي بعض من أكثر المنتجات شعبية في هذه الفئة، وتتمتع بأسواق تجارية كبيرة. لكن تنوع الأقمشة الإلكترونية واسع جداً، ويشمل كل شيء من أغطية السرير إلى الملابس والضمادات إلى الأقمشة الصناعية، مع ظهور منتجات جديدة باستمرار.
الابتكارات في تقنية الأجهزة القابلة للارتداء من الجيل التالي
تم اتخاذ العديد من الأساليب لتطوير وتصميم الأقمشة الإلكترونية، بما في ذلك استخدام البوليمرات الموصلة وبوليمرات الذاكرة الشكلية. كما تستخدم الأقمشة الذكية أقمشة تسمح بدمج المكونات الإلكترونية مثل المستشعرات والبطاريات والأضواء داخلها.
في هذه الملابس الذكية، تعتبر الصلة بين الطاقة والنسيج ذات أهمية كبيرة، حيث تشمل جميعها عمليًا نوعًا من نقل الطاقة. قد يكون هذا إما بين المادة وجسم الإنسان أو بين المادة ومحفز خارجي.
الآن، تعتمد قدرة الأقمشة الذكية على الاستجابة للتأثيرات الخارجية على عوامل مثل درجة الحرارة، محتوى الرطوبة، والضغط. ترتبط هذه العوامل أساسًا بالمادة وتعتمد على نوع الألياف، خصائصها، بنائها، وبنية الخيط.
ثم توجد أجهزة مثل الخلايا الشمسية، الصمامات الثنائية الباعثة للضوء، الترانزستورات ذات تأثير المجال، والأجهزة الكهروضوئية التي تُدمج في الأقمشة وتحتاج إلى طاقة لتعمل. كما تسمح هذه الأجهزة للأقمشة الإلكترونية بجمع وتخزين الطاقة.
اليوم، تُستخدم الأقمشة الذكية على نطاق واسع في إدارة الرعاية الصحية لمراقبة العلامات الفسيولوجية والضغط وتسارع الجسم. لهذا، تُستخدم المستشعرات لتحليل السوائل الحيوية. تُستخدم المستشعرات في الأقمشة الإلكترونية لتحويل الإشارات ويمكنها مراقبة معدل ضربات القلب، ضغط الدم، وحركة المستخدم. يمكنها أيضًا الاتصال بتطبيقات الهواتف المحمولة عبر البلوتوث للتحكم في درجة الحرارة.
كما يتم استكشاف منتجات الأقمشة الإلكترونية بنشاط لالتقاط حركة الجسم، تنظيم درجة حرارة الجسم، تتبع بيانات الصحة، تحسين السلامة، الوقاية من الأمراض، وتقديم علاجات مخصصة.
على الرغم من أنها ليست شائعة مثل تقنيات الأجهزة القابلة للارتداء الأخرى مثل متتبعات اللياقة أو الساعات الذكية، إلا أن الأقمشة الذكية لا تزال تحقق تقدمًا في تبنيها في العالم الحقيقي. مثال بارز حديث هو الفستان الذي أصبح انتشر على تيك توك لتغيير لونه من الأبيض إلى الوردي تحت الشمس.
تستخدم علامة الأزياء PH5، التي تتخذ من نيويورك مقراً لها، خيوطها المبتكرة لحياكة هذه الفساتين التي تتحول إلى اللون الوردي الفاتح والأزرق تحت الشمس. هذه الفساتين جزء من مجموعة PH5 UV Reactive، التي تشمل أيضًا تنانير، قمصان، وكنزات تغير لونها.
ومع ذلك، هذا ليس جديدًا تمامًا، فهناك ملابس مشابهة تغير لونها، مثل ملابس Hypercolor المستجيبة للحرارة من التسعينيات.
تشمل أمثلة أخرى على الملابس الذكية فستان LED الذي ارتدته المغنية كاتي بيري، والذي يضيء بألوان وأنماط. وهناك أيضًا الملابس التي تعمل بالطاقة الشمسية، التي تدمج الألواح الشمسية في المعاطف والفساتين لت استغلال الطاقة الشمسية لشحن الأجهزة المحمولة.
تستخدم علامات الملابس الرياضية أيضًا المستشعرات لتتبع نشاط العضلات، التنفس، ومعدل ضربات القلب لتزويد عشاق اللياقة والرياضيين ببيانات قيمة. هنا، تقدم علامات مثل Under Armour (UAA ) و Hexoskin للجمهور العام ملابس ضغط ذكية لتحسين الأداء والتعافي.
هناك حتى قمصان تصحيح الوضعية التي تحتوي على أنظمة مستندة إلى المستشعرات وتغذية راجعة حسية لاكتشاف الوضعية السيئة وإرسال تذكيرات لتصحيحها.
حتى الذكاء الاصطناعي (AI) يُستخدم بشكل متزايد في تقنية الأجهزة القابلة للارتداء لجمع وتحليل بيانات الصحة وتقديم تنبيهات وتوصيات للمستخدمين. يمكن للأجهزة القابلة للارتداء المدعومة بالذكاء الاصطناعي المساعدة في الكشف المبكر عن حالات مثل ارتفاع ضغط الدم، تخصيص خطط العلاج بناءً على بيانات فريدة، وإخطار المستخدمين بالتغييرات في المؤشرات الصحية الرئيسية. تُرى النعال الذكية والملابس الذكية تستخدم الذكاء الاصطناعي.
ومع ذلك، تواجه الملابس عالية التقنية تحديات تتعلق بضمان الراحة والمرونة للنسيج. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتحمل النسيج ما يمر به النسيج التقليدي مثل النسج، الغسيل، والتجعد دون أن يتضرر.
تشكل هذه القضايا مشكلة كبيرة تواجه الأقمشة الإلكترونية، ويسعى الباحثون باستمرار إلى معالجتها لجعل الملابس الذكية قابلة للتطبيق. في العام الماضي فقط، أنشأ باحثون في جامعة بوسطن مادة نسيجية متغيرة جديدة لجمع البيانات بدقة أكبر ومرونة أعلى.
المادة المتغيرة هي مادة تم تصميمها لتتمتع بخصائص غير موجودة في الطبيعة. يمكن أيضًا نقشها على الملابس لتطوير شبكة من المستشعرات بدون بطارية، مراقبة الإشارات الحيوية للجسم، والحفاظ على الوظيفة حتى عند التعرض للمياه.
من العدائين إلى السباحين، توفر هذه الشبكة المتطورة من المستشعرات المدمجة بسلاسة في الملابس، والتي تتتبع إشارات الجسم في الوقت الحقيقي باستمرار، لهم ثروة من المعلومات دون إعاقة الأنشطة، وفقًا لكاتبة الدراسة المشاركة شيا تشو.
صمم الباحثون أيضًا شبكة منطقة الجسم (BAN)، المكوّنة من رقع من المادة النسيجية المتغيرة المصنوعة من نفس الكابلات التي تجلب لك الإنترنت. يمكن خياطة هذه الرقع في الملابس بسلاسة.
الاستفادة من الذكاء الاصطناعي لتعزيز قدرات الملابس الذكية
في حين تُستخدم الأقمشة الإلكترونية الحرارية مثل البطانيات الكهربائية ووسادات التسخين على نطاق واسع للراحة الحرارية، وتخفيف الآلام، وتوفير الطاقة، فإن التسخين المطول يثير مخاوف بشأن الأمراض المرتبطة بالحرارة مثل الحروق أو فرط الحرارة.
كبار السن، على وجه الخصوص، أكثر عرضة للإصابات المرتبطة بالحرارة بسبب انخفاض حساسية الحرارة. أما بالنسبة لأولئك في دور رعاية المسنين أو الذين يعيشون في مجتمعات المساعدة، فلا يمكن دائمًا مراقبتهم من قبل مقدمي الرعاية الصحية، مما يجعلهم عرضة لدرجات حرارة مرتفعة.
أيضًا، على الرغم من كل التقدم في هذا المجال، فإن تحقيق رضا المستهلكين كان مهمة صعبة بسبب تنوع الاحتياجات الحرارية.
لمعالجة هذه القضايا المحددة، صمم باحثون من كلية الموضة والنسيج، جامعة هونغ كونغ بوليتكنيك، ومختبر الذكاء الاصطناعي في التصميم سترة “ذكية” مزودة بخيوط تغير اللون وتولد الحرارة ومستشعرات بيئية.
تُظهر النسيج الإلكتروني الحراري الذكي المتحول حراريًا، الذي يهدف إلى تعزيز الراحة الحرارية وتقليل مخاطر السخونة الزائدة، إمكانات كبيرة لتطبيقات الرعاية الصحية القابلة للارتداء.
نُشر في ACS Applied Materials & Interfaces (AMAT ) 1 في وقت سابق من هذا العام، توضح الدراسة التي تحمل عنوان “نسيج إلكتروني حراري متحول ذكي للتحكم في درجة الحرارة الشخصية في الرعاية الصحية” التقنية القابلة للارتداء التي تشمل النسيج المدمج بخيط موصل، ألياف بصرية بوليمرية (POF) وخيط تغير اللون نتيجة الحرارة (TIDY) لتصوير تغيرات درجة الحرارة وضمان الكفاءة.
إذن، النسيج الإلكتروني الجديد الذي أنشأه الباحثون للسترة الحرارية الذكية يتضمن نوعين من الخيوط المتحولة حراريًا وخيطًا مطليًا بالفضة. الخيط المطلي بالفضة هو ما يسخن السترة بكمية أقل من الحجم ومرونة أكبر مقارنة بالألياف الكربونية التقليدية.
كما تم تجهيز النظام بمستشعرات بيئية، وحدات تحكم دقيقة، واتصال بلوتوث لتوفير حلول تسخين ذكية شاملة.
قام الفريق أيضًا بتجهيز السترة بنظام تحكم في درجة الحرارة يعتمد على الذكاء الاصطناعي يتيح للنسيج الجديد تحسين الراحة الشخصية حيث يمكنه تدفئة المستخدم دون حدوث سخونة مفرطة. كما يوفر قراءات فورية لدرجة الحرارة للمراقبة السهلة ومؤشرات لونية لمقدمي الرعاية لكبار السن.
تم تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي على بيانات تم الحصول عليها من 50 مشاركًا في اختبار قابلية الارتداء من مختلف الأجناس، الأعمار، وأنواع الأجسام لتحديد درجة الحرارة الحرارية المثلى. حدد المشاركون إعدادات الحرارة المثالية لأنفسهم في بيئات ذات رطوبة، درجات حرارة، وسرعات رياح مختلفة.
عند اختبارها، أظهرت السترة واعدًا، حيث أشارت الخيوط بدقة إلى درجة حرارة التسخين. كما أظهر النسيج الحراري المضيء المنسوج تأثير تغير اللون حيث تحول سطح النسيج من اللون الأرجواني الفاتح إلى الوردي الساخن في بيئة مضاءة عبر TIDY استجابة لتغير درجة الحرارة.
يشير تغير لون الخيط من الأرجواني إلى الوردي إلى درجة حرارة تسخين فوق 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت)، مما يتيح مراقبة سهلة لدرجة الحرارة خلال اليوم ويوفر ميزة أمان للمرتدين.
في الوقت نفسه، أظهر خيط الألياف البصرية البوليمرية توهجًا أحمر أو أصفر أو أزرق في البيئات المظلمة للدلالة على درجات حرارة 50°C (122°F)، 40°C (104°F)، و30°C (86°F) على التوالي.
وفقًا للقراءات من جدول في الدراسة، أظهر النسيج الذي أنشأه الباحثون نعومة، مرونة، قابلية للتمدد، وعزل حراري أعلى بكثير مقارنة بأقمشة POF المنسوجة والملبسة التجارية. الألياف البصرية البوليمرية (POF) مصنوعة من بوليمرات بلاستيكية وتُستخدم لتطبيقات نقل البيانات والاستشعار.
علاوة على ذلك، توقعت مكونة الذكاء الاصطناعي درجة حرارة مريحة وقدمت تسخينًا مستمرًا للمرتدي، حتى عندما تغيرت البيئة.
تشير النتائج إلى أن النسيج المطور مناسب لتطبيقات التسخين المخصص والأقمشة الصحية، مما يضمن الراحة والقدرة على التكيف. كما أن التعديل الفوري لدرجة الحرارة يجعلها مفيدة جدًا في توفير دفء مستمر لمستخدمي كبار السن.
مع ذلك، السترة هي مجرد أحد حالات الاستخدام للأقمشة الإلكترونية، حيث سيستكشف الفريق في المستقبل إمكاناتها في تطبيقات أخرى متعددة، بما في ذلك مقاعد السيارات المدفأة، الأثاث، وحتى بدلات الفضاء.
الشركات الأمريكية العامة البارزة في مجال الأقمشة الإلكترونية
تتمتع الأقمشة الإلكترونية بإمكانات هائلة، ويتجلى ذلك في حجم سوقها العالمي الذي كان حوالي مليار دولار في عام 2019 ومنذ ذلك الحين ارتفع إلى ما يقرب من 5 مليارات دولار في 2024. ومن المتوقع أن يتجاوز $29 مليار بحلول 2033. يجذب هذا الدمج للتكنولوجيا في الأقمشة طلبًا متزايدًا من قطاعات مثل الإلكترونيات الاستهلاكية، الملابس الرياضية، والرعاية الصحية.
دعونا نلقي نظرة أعمق على اسم بارز في هذا القطاع يتصدر دمج المواد المتقدمة والتقنيات في الأقمشة.
1. DuPont de Nemours, Inc. (DD )
قامت شركة DuPont de Nemours، المزودة للمواد والحلول التقنية، بتحقيق العديد من التقدمات في تطوير الأحبار الموصلة والمواد المرنة التي تعتبر أساسية لتطبيقات الأقمشة الإلكترونية.
من خلال الابتكار المستمر، تمكّن الشركة من توفير الاتصال، التقنيات الذكية، ورقائق أشباه الموصلات من الجيل التالي، مما يُحدث تحولًا في التنقل عبر تطوير السيارات الكهربائية، ومعالجة ندرة المياه بحلول للمياه النظيفة، وتمكين المباني المستدامة.
تعمل الشركة عبر عدة قطاعات رئيسية، حيث يزود قطاع الإلكترونيات والصناعات مواد وأنظمة متميزة لمجموعة متنوعة من الإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك الأجهزة المحمولة، الشاشات، أجهزة الكمبيوتر، والإلكترونيات المستخدمة في مختلف الصناعات، بالإضافة إلى تصنيع وتغليف أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة. كما تقدم حلولًا لإدارة الحرارة والحماية من التداخل الكهرومغناطيسي إلى جانب عمليات الترصيع.
يقدم قطاع المياه والحماية حلولًا لتنقية المياه وفصلها وضمان سلامة العاملين. كما تزود الشركة المواد لقطاعات الطاقة، الفضاء، تعبئة الأدوية، وصناعة البناء.
توفر DuPont أيضًا أقمشة، ألياف، وغير منسوجات للأداء، الحماية، والمرونة. مع موادها عالية الأداء التي تشمل KEVLAR، NOMEX، TYVEK، و TYCHEM، تقدم DuPont حماية باليستية والقطعية، أمانًا من مخاطر الحريق، حماية حاجز قابلة للتنفس، وحماية كيميائية.
تتميز هذه المواد بجميع الأنواع من الخصائص. Kevlar هو ألياف صناعية خفيفة الوزن ومقاومة للحرارة وتوفر قوة شد عالية. Nomex هو ألياف مقاومة للحرارة والهبوب بطبيعتها، بينما Tyvek خفيف الوزن، متين، ومقاوم للماء، التآكل، واختراق البكتيريا.
DD مخطط السعر
الآن، برأس مال سوقي يبلغ 35.25 مليار دولار، يتم تداول أسهم DuPont حاليًا بسعر 84.32 دولار، بارتفاع 10.58% منذ بداية العام. تمتلك الشركة ربحية السهم (EPS) (TTM) قدرها 1.77، ونسبة السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) تبلغ 47.74، وعائد توزيعات الأرباح 1.80%.
في وقت سابق من هذا الشهر، أعلنت DuPont عن النتائج المالية للربع الرابع من عام 2024، والتي أظهرت صافي مبيعات قدره 3.1 مليار دولار، بزيادة قدرها 7%، وهو ما يعادل مبيعاتها العضوية مقارنة بالفترة نفسها من العام السابق. من حيث المنطقة، كان أعلى نمو للمبيعات العضوية في آسيا والمحيط الهادئ بنسبة 11%، تلاه نمو بنسبة 5% في الولايات المتحدة وكندا، ثم نمو عضوي بنسبة 1% في أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا.
عند الحديث عن “الأداء المالي القوي”، أشارت الرئيسة التنفيذية لوري كوتش إلى القوة المستمرة التي تشهدها الشركة في أسواق الإلكترونيات وقطاع المياه والحماية.
كان ربح السهم وفقًا لمبادئ GAAP من العمليات المستمرة في الربع -0.17 دولار، بينما كان ربح السهم المعدل 1.13 دولار. بلغت السيولة النقدية من الأنشطة التشغيلية 564 مليون دولار، وتدفق النقد الحر المعدل للمعاملات كان 455 مليون دولار.
خلال هذه الفترة، عرضت DuPont أيضًا مجموعة واسعة من مواد الدوائر المتقدمة وحلول الذكاء الاصطناعي في معرض جمعية الدوائر المطبوعة في تايوان (TPCA).
«بصفتنا قوة رائدة في حلول التوصيل المتقدم وإدارة الحرارة، نحن ملتزمون بتحسين حسابات البيانات وتمكين سرعة وموثوقية نقل البيانات، وكلاهما أمر حاسم لوظائف الذكاء الاصطناعي»
– يوان يوان زو، مدير الأعمال العالمي، الدوائر المتقدمة والتعبئة، DuPont
في عام 2024 الكامل، أبلغت DuPont عن صافي مبيعات قدره 12.4 مليار دولار، ربحية السهم وفق GAAP قدرها 1.77 دولار، ربحية السهم المعدلة 4.07 دولار، وتدفق نقدي حر قدره 1.8 مليار دولار.
«أنا مسرور بنتائج الربع الرابع القوية، التي اختتمت عامًا ماليًا قويًا، ونتطلع إلى الحفاظ على هذا الزخم في عام 2025»
– المدير المالي
أنطونيلا
فرانزين.
في الربع الأول من هذا العام، تقدر الشركة صافي مبيعاتها بأكثر من 3 مليارات دولار وربحية السهم المعدلة بـ 0.95 دولار للسهم.
أما بالنسبة للعام الكامل 2025، فإن التقديرات تتراوح بين 12.8 إلى 12.9 مليار دولار في صافي المبيعات، EBITDA التشغيلي بين 3.325 إلى 3.375 مليار دولار، وربحية السهم المعدلة بين 4.30 و4.40 دولار للسهم.
الخلاصة
منذ أن أصبحت تقنية الأجهزة القابلة للارتداء شائعة قبل نصف قرن، حققت تقدمًا كبيرًا من حيث الاعتماد والتطور. تطورت بسرعة من متتبعات اللياقة الأساسية إلى حلول رعاية صحية متطورة، والتي تعد بزيادة الراحة وتحسين الرفاهية.
في تقنية الأجهزة القابلة للارتداء، تدفع الأقمشة الذكية، على وجه الخصوص، حدود الابتكار من خلال دمج المواد المتقدمة والأنظمة الذكية في الأقمشة. أدى التقدم الكبير في الألياف والتكنولوجيا إلى تحويل ملابسنا اليومية إلى أدوات استجابة تسمح لنا بتنظيم درجة الحرارة، مراقبة الصحة والبيئة، توفير الحماية، وتخصيص الراحة.
تشكل أحدث الأبحاث من باحثي هونغ كونغ خطوة مهمة في مجال الأقمشة الإلكترونية التي تدمج خيوطًا متحولة حراريًا، أليافًا بصرية بوليمرية، وتحكمًا في درجة الحرارة مدفوعًا بالذكاء الاصطناعي. من خلال سترة التسخين الذكية، تقدم الدراسة حلًا واعدًا ليس فقط لكبار السن والفئات الضعيفة الأخرى بل أيضًا لتطبيقات محتملة في صناعات أخرى. كما تسلط الدراسة الضوء على أهمية استمرار البحث في دمج الذكاء الاصطناعي مع تكنولوجيا النسيج.
هذا مجرد البداية، مع ذلك. مع تقدم التكنولوجيا أكثر وتطوير الباحثين لهذه الابتكارات، يمكننا توقع أن تصبح الملابس الذكية أمرًا شائعًا في حياتنا اليومية، كما حدث مع تقنيات الأجهزة القابلة للارتداء الأخرى مثل الساعات الذكية، مما يؤدي إلى مستقبل أكثر بديهية ووعيًا صحيًا.
انقر هنا للحصول على قائمة بأهم شركات تتبع الصحة القابلة للارتداء.
مرجع الدراسة:
1. Lee, C., Tan, J. J., Tang, H. T., Yu, W. S., & Lam, N. Y. K. (2025). نسيج إلكتروني حراري متحول ذكي للتحكم في درجة الحرارة الشخصية في الرعاية الصحية. ACS Applied Materials & Interfaces, 17(3). نُشر على الإنترنت في 8 يناير 2025. https://doi.org/10.1021/acsami.4c19174
