Tekoälyä hyödyntävä kannettava tekniikka saattaa integroitua autoihin, huonekaluihin ja jopa avaruuspukuihin

Kannettava tekniikka saa paljon huomiota teknologian kehittyessä, kuluttajat tulevat terveystietoisemmiksi ja hallituksen aloitteet edistävät hyvinvointia.

Kuntoseurantalaitteet ja älykellot ovat suosituimpia kannettavia laitteita, ja niiden kysyntä kasvaa, tutkimusten mukaan 35 % Yhdysvaltain aikuisista käyttää kannettavia laitteita. Ikäryhmissä käyttö on jopa 40 % 18–34‑vuotiaiden keskuudessa ja 25 % yli 65‑vuotiailla aikuisilla. 35% of US adults are using wearables. When it comes to age groups, wearable usage is as high as 40% among 18- to 34-year-olds and 25% for adults over 65.

Mutta näin kaikki kannettava tekniikka ei rajoitu. Kasvava osa kannettavasta teknologiasta on elektronisia tekstiilejä (e‑tekstiilit) tai älytekstiilejä.

E‑tekstiilit tarkoittavat elektroniikan yhdistämistä tekstiileihin älykkäiden tekstiilituotteiden luomiseksi. Näillä e‑tekstiileillä on kyky tallentaa, analysoida, säilyttää, lähettää ja näyttää dataa jollain tasolla.

Koska olemme kosketuksissa tekstiileihin suurimman osan elämästämme, on järkevää tehdä vaatteistamme älykkäitä.

Lämmitetyt vaatteet ja peitot ovat tämän kategorian suosituimpia tuotteita, joilla on merkittävät kaupalliset markkinat. Mutta e‑tekstiilien valikoima on melko laaja, kattaen kaiken vuodevaatteista vaatteisiin ja siteisiin teollisiin kankaisiin, ja uusia tuotteita syntyy jatkuvasti.

Innovaatioita seuraavan sukupolven kannettavassa teknologiassa

Monia lähestymistapoja on otettu käyttöön e‑tekstiilien kehittämisessä ja suunnittelussa, mukaan lukien johtavien polymerien ja muistolastisten polymerien käyttö. Älytekstiilit hyödyntävät myös kangasta, joka mahdollistaa antureiden, akkujen ja valojen kaltaisten elektronisten komponenttien upottamisen niihin.

Näissä älyvaatteissa energian ja tekstiilien välinen yhteys on erittäin merkittävä, sillä ne kaikki käytännössä sisältävät jonkinlaista energian siirtoa. Tämä voi tapahtua joko materiaalin ja ihmisen kehon välillä tai materiaalin ja ulkoisen ärsykkeen välillä.

Älytekstiilien kyky reagoida ulkoisiin vaikutuksiin riippuu tekijöistä kuten lämpötila, kosteus ja paine. Nämä tekijät liittyvät pääosin materiaaliin ja riippuvat kuidun tyypistä, sen ominaisuuksista, rakenteesta ja lankarakenteesta.

Sen lisäksi tekstiileihin integroidaan laitteita kuten aurinkokennoja, valoa emittoivia diodeja, kenttävaikutustransistoreita ja fotovoltaita laitteita, jotka tarvitsevat energiaa toimiakseen. Ne mahdollistavat myös e‑tekstiilien energian keräämisen ja varastoinnin.

Tänä päivänä älytekstiilejä hyödynnetään laajasti terveydenhallinnassa fysiologisten merkkien, paineen ja kehon kiihtyvyyden seurantaan. Tähän käytetään antureita bioesteiden analysointiin. Elektronisten tekstiilien antureita käytetään signaalin muuntamiseen, ja ne voivat seurata käyttäjän sykettä, verenpainetta ja liikkeitä. Ne voivat jopa yhdistää mobiilisovelluksiin Bluetoothin kautta lämpötilan hallitsemiseksi.

E‑tekstiilituotteita tutkitaan aktiivisesti kehon liikkeiden tallentamiseen, kehon lämpötilan säätelyyn, terveysdatan seurantaan, turvallisuuden parantamiseen, sairauksien ehkäisyyn ja henkilökohtaisten hoitojen tarjoamiseen.

Vaikka ne eivät ole yhtä suosittuja kuin muut kannettavat laitteet, kuten kuntoiluseurantalaitteet tai älykellot, älytekstiilit edistyvät edelleen todellisessa käyttöönotossa. Merkittävä esimerkki on mekko, joka levisi viraaliksi TikTokissa muuttaen värinsä valkoisesta pinkiksi auringon alla. viral on TikTok for changing its color from white to pink under the sun. 

New Yorkissa toimiva muotibrändi PH5 käyttää innovatiivisia lankojaan neuloakseen nämä mekot, jotka muuttuvat kirkkaan pinkiksi ja siniseksi auringossa. Nämä mekot kuuluvat PH5:n UV-reaktiiviseen mallistoon, johon sisältyvät myös värinvaihtavat hameet, paidat ja neuleet.

Tämä ei ole täysin uutta, sillä vastaavia värinvaihtavia vaatteita on ollut, kuten 1990‑luvun lämpöön reagoiva Hypercolor‑vaatetus.

Muita älyvaatteiden esimerkkejä ovat esimerkiksi laulaja Katy Perryn käyttämä LED-puku, joka syttyy väreihin ja kuvioihin. Lisäksi on aurinkovoimaisia vaatteita, joissa takkeihin ja mekkoihin on integroituna aurinkopaneeleja aurinkoenergian keräämiseksi mobiililaitteiden lataamiseen.

Kuntoiluasusteiden brändit hyödyntävät myös antureita lihasaktiivisuuden, hengityksen ja sykkeen seurantaan tarjotakseen kuntoilijoille ja urheilijoille arvokasta dataa. Tässä brändit kuten Under Armour (UA ) (UAA ) ja Hexoskin tarjoavat yleisölle älykkäitä kompressiovaatteita suorituskyvyn ja palautumisen optimoimiseksi.

On olemassa myös ryhtiä korjaavia paitoja, joissa on anturipohjaiset järjestelmät ja haptinen palautte, jotka havaitsevat huonon ryhdin ja lähettävät muistutuksia sen korjaamiseksi.

Tekoäly (AI) otetaan yhä enemmän käyttöön kannettavassa teknologiassa terveysdatan keräämiseksi ja analysoimiseksi sekä hälytysten ja suositusten tarjoamiseksi käyttäjille. AI‑pohjaiset laitteet voivat auttaa varhaisessa korkean verenpaineen kaltaisten sairauksien havaitsemisessa, räätälöidä hoitosuunnitelmia yksilöllisen datan perusteella ja ilmoittaa käyttäjille tärkeiden terveysmittareiden muutoksista. Älykkäitä sisäpohjia ja älyvaatteita hyödynnetään AI:n avulla.

Korkeatekninen vaatetus tuo kuitenkin haasteita kankaan mukavuuden ja joustavuuden varmistamisessa. Lisäksi kankaan on kestettävä tavallisen tekstiilin läpikäymät prosessit, kuten kudonta, pesu ja rypistymä, ilman että se vahingoittuu.

Nämä haasteet muodostavat suuren ongelman e‑tekstiileille, jonka tutkijat pyrkivät jatkuvasti ratkaisemaan älyvaatteiden toteutettavuuden varmistamiseksi. Vielä viime vuonna Bostonin yliopiston tutkijat loivat uuden tekstiilimeta-aineen tarkempaan datankeruuseen ja suurempaan joustavuuteen.

Metamateriaali on materiaali, joka on suunniteltu omaamaan ominaisuuksia, joita ei löydy luonnosta. Sitä voidaan myös kuvioida vaatteisiin kehittämään akkulaitteeton anturiverkko, joka seuraa kehon elintärkeitä signaaleja ja säilyttää toimintansa myös veden alla.

Juoksijoista uimareihin tämä kehittynyt anturiverkko, joka on saumattomasti integroituna vaatteisiin ja seuraa kehon signaaleja reaaliajassa, tarjoaa heille runsaasti tietoa häiritsemättä toimintoja, totesi tutkimuksen yhteiskirjoittaja Xia Zhu.

Tutkijat suunnittelivat myös kehon alueen verkoston (BAN), joka koostuu tekstiilimeta-aineen paikoista, jotka on valmistettu samoista kaapeleista, jotka tuovat sinulle internetin. Nämä paikat voidaan ommella vaatteisiin saumattomasti.

Tekoälyn hyödyntäminen älyvaatteiden kyvykkyyden parantamiseksi 

Vaikka lämmittäviä e‑tekstiilejä, kuten sähköpeittoja ja lämmityspaloja, käytetään laajasti lämmön mukavuuden, kipujen lievittämisen ja energiansäästön vuoksi, pitkäaikainen lämmitys herättää huolta lämpöön liittyvistä sairauksista, kuten palovammoista tai hypertermiaa.

Ikääntyvät, erityisesti, ovat alttiimpia lämpöön liittyville vammoille heikentyneen lämmönherkkyyden vuoksi. Hoivakodeissa tai avustetuissa asuinympäristöissä asuvat eivät aina ole terveydenhuollon ammattilaisten valvonnassa, mikä tekee heistä haavoittuvaisia korkeille lämpötiloille.

Lisäksi, kaikista edistysaskelista huolimatta kuluttajatyydytyksen saavuttaminen on ollut vaikeaa moninaisten lämmöntarpeiden vuoksi.

Näiden erityiskysymysten ratkaisemiseksi Hongkongin Polyteknillisen yliopiston muoti- ja tekstiililaitoksen sekä tekoälyn suunnittelulaboratorion tutkijat ovat suunnitelleet \”äly\”-takin, jossa on värinvaihtavia ja lämmittäviä lankoja sekä ympäristön antureita.

Älykäs termokrominen lämmittävä e‑tekstiili, jonka tavoitteena on parantaa lämmön mukavuutta ja vähentää ylikuumenemisriskit, osoittaa suurta potentiaalia kannettavissa terveydenhuollon sovelluksissa.

Julkaistu lehdessä ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces¹ aiemmin tänä vuonna, tutkimus nimeltä “Intelligent Thermochromic Heating E-Textile for Personalized Temperature Control in Healthcare” kuvaa kannettavaa teknologiaa, jossa kangas yhdistää johtavan langan, polymerisen optisen kuidun (POF) ja lämpötilasta aiheutuvan värimuutoksen langan (TIDY) lämpötilamuutosten visualisoimiseksi ja tehokkuuden varmistamiseksi.

Uusi tutkijoiden luoma e‑tekstiili älykkäälle lämmitystakille sisältää kaksi termokromista lankatyyppiä ja hopeakuorrutettua lankaa. Hopeakuorrutettu lanka lämmittää takin vähemmän tilaa vievästi ja joustavammin kuin perinteisesti käytetty hiilikuitu.

Järjestelmään on myös asennettu ympäristöantureita, mikrokontrollerit ja Bluetooth-yhteys, jotka tarjoavat kattavia älykkäitä lämmitysratkaisuja.

Tiimi varusteli takin lisäksi AI-pohjaisella lämpötilansäätöjärjestelmällä, jonka avulla uusi kangas optimoi henkilökohtaisen mukavuuden ja voi lämmittää käyttäjän ylikuumenematta. Se tarjoaa myös välittömät lämpötilalukemat helppoon seurantaan ja värikoodit ikääntyneiden hoitajille.

AI-malli on koulutettu 50 testihenkilön keräämällä datalla, jotka edustavat eri sukupuolia, ikäryhmiä ja vartalotyyppejä, optimaalisen lämmityslämpötilan määrittämiseksi. Henkilöt löysivät itselleen täydelliset lämmitysasetukset erilaisissa ympäristöissä, joissa oli erilaisia kosteustasoja, lämpötiloja ja tuulennopeuksia.

Testauksessa takki osoitti lupaavuutta, lankojen tarkasti indikoidessa lämmityslämpötilaa. Kudottu valaiseva lämmityskangas myös osoitti värinvaihtovaikutuksen, kun kankaan pinta muuttui haaleasta violettia kuumaksi pinkiksi valaistussa ympäristössä TIDY:n avulla lämpötilan muuttuessa.

Langan värin muuttuminen violetista pinkiksi osoittaa lämmityslämpötilan olevan yli 30 °C (86 °F), mikä mahdollistaa helpon lämpötilanseurannan päivän aikana ja tarjoaa käyttäjille turvallisuusominaisuuden.

Polymeerinen optinen kuitulanka puolestaan säteili punaisen, keltaisen tai sinisen hehkun pimeissä ympäristöissä osoittaen lämpötiloja 50 °C (122 °F), 40 °C (104 °F) ja 30 °C (86 °F) vastaavasti.

Tutkimuksen taulukon lukemien mukaan tutkijoiden luoma kangas osoitti paljon suurempaa pehmeyttä, joustavuutta, venyvyyttä ja lämmöneristystä verrattuna kaupallisiin kudottuihin POF- ja neulottuihin POF-tekstiileihin. Polymeerinen optinen kuitu (POF) on valmistettu muovipolymeereistä, ja sitä käytetään datan viestintään ja anturisovelluksiin.

Lisäksi sen AI-komponentti ennusti mukavan lämpötilan ja tarjosi jatkuvaa lämmitystä käyttäjälle, vaikka ympäristö muuttuikin.

Tulokset viittaavat siihen, että kehitetty kangas soveltuu henkilökohtaiseen lämmitykseen ja terveydenhuollon tekstiileihin, varmistaen mukavuuden ja mukautuvuuden. Reaaliaikainen lämpötilansäätö tekee siitä erittäin hyödyllisen tasaisen lämmön tarjoamisessa ikääntyville käyttäjille.

Kuitenkin takki on vain yksi e‑tekstiilin käyttötapauksista, sillä tulevaisuudessa tiimi näkee sen potentiaalin monissa muissa sovelluksissa, kuten lämmitetyissä autonistuimissa, huonekaluissa ja jopa avaruuspukissa.

Merkittävät Yhdysvaltain pörssissä noteeratut yritykset e‑tekstiileissä

E‑tekstiileillä on valtava potentiaali, mikä näkyy niiden globaalissa markkina‑koossa, joka oli noin 1 miljardia dollaria vuonna 2019 ja on siitä lähtien kasvanut lähes 5 miljardiin dollariin vuonna 2024. Sen odotetaan nousevan yli 29 miljardiin dollariin vuoteen 2033 mennessä. Tämä teknologian integrointi kankaisiin houkuttelee kasvavaa kysyntää sektoreilta kuten kulutuselektroniikka, urheiluvaatteet ja terveydenhuolto.

Tutustutaan tarkemmin merkittävään nimeen alalla, joka on eturintamassa edistyneiden materiaalien ja teknologioiden integroinnissa tekstiileihin.

1. DuPont de Nemours, Inc.

Teknologisiin materiaaleihin ja ratkaisuihin keskittyvä DuPont de Nemours (DD ) on tehnyt merkittäviä edistysaskeleita johtavien musteiden ja joustavien materiaalien kehittämisessä, jotka ovat olennaisia e‑tekstiilisovelluksissa.

Jatkuvan innovaation kautta yritys mahdollistaa yhteyden, älyteknologiat ja seuraavan sukupolven puolijohdepiirit, muuttaen liikkumista edistämällä sähköajoneuvoja, ratkaisemalla vesipulaa puhtaan veden ratkaisuilla ja mahdollistamalla kestävät rakennukset.

Yritys toimii useiden pääsegmenttien kautta, joista Electronics & Industrial -segmentti toimittaa erikoistuneita materiaaleja ja järjestelmiä erilaisiin kulutuselektroniikkatuotteisiin, kuten mobiililaitteisiin, näyttöihin, tietokoneisiin ja eri teollisuudenaloilla käytettyyn elektroniikkaan, sekä puolijohteiden ja integroitujen piirikorttien valmistukseen ja pakkaamiseen. Se tarjoaa myös lämmönhallinta- ja elektromagneettisen suojauksen ratkaisuja metallisaatioprosessien lisäksi.

Sen Water & Protection -segmentti tarjoaa ratkaisuja veden puhdistukseen ja erotteluun sekä työntekijöiden turvallisuuteen. Yritys toimittaa myös materiaaleja energia-, avaruus-, lääketieteellisen pakkaamisen ja rakennusteollisuuden aloille.

DuPont toimittaa myös kankaita, kuituja ja ei‑kudottuja materiaaleja suorituskykyyn, suojaan ja monipuolisuuteen. Korkean suorituskykynsä materiaalien, kuten KEVLAR, NOMEX, TYVEK ja TYCHEM, avulla DuPont tarjoaa pallosuojausta ja leikkaussuojan, paloturvallisuuden, hengittävän suojakerroksen ja kemialliset suojat.

Nämä materiaalit tarjoavat monenlaisia ominaisuuksia. Kevlar on lämmönkestävä, synteettinen ja kevyt kuitu, joka tarjoaa korkean vetolujuuden. Nomex on luontaisesti lämmön- ja liekinkestävä kuitu, kun taas Tyvek on kevyt, kestävä ja vettä, hankausta ja bakteereita vastaan kestävä.

Nyt, markkina-arvolla 35,25 miljardia dollaria, DuPontin osakkeet kaupataan tällä hetkellä 84,32 dollaria, mikä on 10,58 % nousu vuoden alusta. Yrityksen EPS (TTM) on 1,77, P/E (TTM) -suhde 47,74 ja osinkotuotto 1,80 %.

Tämän kuukauden alussa DuPont raportoi Q4 2024 taloudelliset tulokset, jotka osoittivat nettomyynnin 3,1 miljardia dollaria, mikä oli 7 % kasvu, sama kuin orgaaninen myynti verrattuna edelliseen vuoteen. Alueittain orgaanisin myynnin kasvu oli Aasian ja Tyynenmeren alueella 11 %, sitä seurasi 5 % kasvu Yhdysvalloissa ja Kanadassa, ja 1 % orgaaninen myynnin kasvu EMEA-alueella.

Puhuttaessa tästä “vahvasta taloudellisesta suorituskyvystä” toimitusjohtaja Lori Koch totesi yrityksen jatkuvan vahvuuden elektroniikan loppumarkkinoilla ja Water & Protection -segmentissä.

GAAP EPS jatkuvista toiminnoista neljänneksellä oli -0,17 $, kun taas säädetty EPS oli 1,13 $. Käyttökatekäteisvirta oli 564 miljoonaa dollaria ja transaktioiden jälkeen säädetty vapaa kassavirta 455 miljoonaa dollaria.

Tänä aikana DuPont esitteli myös laajan valikoimansa edistyneitä piirustusmateriaaleja ja AI-ratkaisuja Taiwan Printed Circuit Association (TPCA) -messuilla.

“Edistyneiden liitäntä- ja lämmönhallintaratkaisujen voimavarana olemme omistautuneet parantamaan datalaskentaa sekä mahdollistamaan datansiirtonopeuden ja -luotettavuuden, jotka ovat molemmat kriittisiä AI-toiminnoille.”

– Yuan Yuan Zhou, Globaalinen liiketoimintajohtaja, Advanced Circuit & Packaging, DuPont

Vuoden 2024 koko vuoden osalta DuPont raportoi nettomyynnin 12,4 miljardia dollaria, GAAP EPS:n 1,77 $, säädetyn EPS:n 4,07 $ ja vapaan kassavirran 1,8 miljardia dollaria.

“Olen tyytyväinen vahvoihin neljännen neljänneksen tuloksiimme, jotka päättivät vahvan taloudellisen vuoden, ja pyrimme viemään tätä vauhtia myös vuodelle 2025.”

– CFO Antonella Franzen.

Tämän vuoden ensimmäiselle neljännekselle yritys arvioi nettomyynnin olevan hieman yli 3 miljardia dollaria ja säädetyn EPS:n 0,95 $ per osake.

Koko vuoden 2025 osalta arviot ovat 12,8–12,9 miljardia dollaria nettomyyntiä, operatiivinen EBITDA 3,325–3,375 miljardia dollaria ja säädetty EPS 4,30–4,40 $ per osake.

Yhteenveto

Kun kannettava teknologia tuli massamarkkinoille puoli vuosisataa sitten, se on saanut merkittävän jalansijan sekä käyttöönotossa että kehityksessä. Se on kehittynyt nopeasti peruskuntoiluseurantalaitteista kehittyneisiin terveydenhuollon ratkaisuihin, jotka lupaavat suurempaa mukavuutta ja parempaa hyvinvointia. 

Kannettavassa teknologiassa älytekstiilit, erityisesti, työntävät innovaation rajoja integroimalla edistyneitä materiaaleja ja älykkäitä järjestelmiä kankaisiin. Merkittävä edistys kuituissa ja teknologiassa on muuntanut jokapäiväiset vaatteemme reagoiviksi työkaluiksi, joiden avulla voimme säätää lämpötilaa, seurata terveyttä ja ympäristöä, tarjota suojan ja räätälöidä mukavuuden.

Uusin Hongkongin tutkijoiden tutkimus merkitsee merkittävää askelta e‑tekstiilialalla, jossa yhdistetään termokromisia lankoja, polymerisia optisia kuituja ja AI‑ohjattua lämpötilansäätöä. Älykkään lämmitystakin avulla tutkimus tarjoaa lupaavan ratkaisun ei vain ikääntyneille ja muille haavoittuville väestöryhmille, vaan myös mahdollisiin sovelluksiin muilla teollisuudenaloilla. Tutkimus korostaa myös AI:n ja kankaan teknologian yhdistämisen jatkuvan tutkimuksen tärkeyttä.

Tämä on kuitenkin vasta alkua. Kun teknologia kehittyy entisestään ja tutkijat hiomaa näitä innovaatioita, voimme odottaa älyvaatteiden yleistyvän arjessamme, aivan kuten muut kannettavat laitteet, kuten älykellot, ovat jo tulleet tavallisiksi, mikä johtaa intuitiivisempaan ja terveyskeskeisempään tulevaisuuteen.

Klikkaa tästä saadaksesi luettelon parhaista kannettavista terveyden seuranta -yrityksistä.