Käytettävien laitteiden tulevaisuus? Älykkäät, mukavat vaatteet

Tänään eivät vain kodinkoneesi vaan jopa asusi muuttuvat älykkäiksi. Takista, sukista, käsineistä ja hatuista rintaliiveihin, lähes jokainen vaatetusvaruste varustetaan teknologialla, joka auttaa meitä seuraamaan toimintaamme ja elintärkeitä merkkejä terveellisen elämän ylläpitämiseksi.

Nouseva älykankaiden trendi lupaa vaatetustuotteita, jotka voivat suorittaa samat tehtävät kuin älykellot. Sillä on sovelluksia urheilijoille, terveydenhuollon tarjoajille ja sotilasvoimille.

Markkina älyvaatteiden markkinat ovat itse asiassa nopeasti kasvavia. Vuonna 2024 globaali vaatteiden markkinat ylittivät 534 miljoonaa yksikköä, mikä edustaa 5.4 % vuotuista kasvua, mukaan viimeisimmät tiedot International Data Corporation (IDC) Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker -tutkimuksesta. 

Tätä trendiä ohjaavat pääasiassa älykellot, jotka kokivat viime vuonna 4,5 % laskun. Kuulolaitteet (hearables) kasvoivat sen sijaan 8,9 %. Tulevana vuonna molempien odotetaan jatkavan kasvuaan, samoin sormus- ja lasituotteiden kanssa.

Myös älyvaatteiden odotetaan kasvavan, vaikka hitaammin. Tämä on järkevää, koska älyvaatteet ovat edelleen pääosin kehitysvaiheessa.

Älyvaatteiden edistysaskeleet johtuvat innovaatioista anturiteknologiassa, big data -analytiikassa ja valmistusprosesseissa. Nämä laitteet, jotka on integroidtu asusteisiin tai vaatteisiin, voivat seurata, mitata ja lähettää fysiologisia ja ympäristötietoja, tarjoten arvokasta tietoa terveyden, kuntoilun ja elämäntapojen hallintaan.

Mutta tietysti teknologian, kuten antureiden, elektronisten laitteiden ja muiden älykomponenttien, integroiminen päivittäisiin vaatteisiimme ei ole helppoa. Se ei ole vain monimutkaista, vaan myös nostaa vaatteiden hintaa. Niiden on myös kestettävä tavallinen pesu- ja kuivausprosessi ja säilytettävä toiminnallisuutensa.

Kestävyyden lisäksi mukavuus on toinen haaste. Raskaiden virtalähteiden ja jäykkojen antureiden käyttö älykankaissa tekee niistä epämukavia päivittäiseen käyttöön.

Kun puhutaan älytekstiileistä, menetelmät, joilla anturit integroidaan vaatteisiin, ovat tärkeitä tekijöitä, jotka vaikuttavat valmiin tuotteen suorituskykyyn.

Vaikka perinteisiä menetelmiä, kuten kudontaa, ompelua tai toiminnallisten osien, kuten anturien ja johtavien lankojen, liimaamista suoraan kankaisiin, käytetään, ne kohtaavat rajoituksia monitoimisuuden tarjoamisessa. Nämä perinteiset menetelmät rajoittuvat myös käytettävissä olevien materiaalien tyyppeihin.

Siksi tutkijat kehittivät erilaisia tapoja valmistaa kangasta, jossa on parannettuja ominaisuuksia, kuten sähkönjohtavuutta. Esimerkiksi he kehittivät toiminnallisia lankoja pinnoittelemalla ja toiminnallisia komposiittikuituja kuitujen kehräyksen avulla.

Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja lämmön sähköksi muuntavasta älykankaasta.

3D-tulostus tarjoaa mullistavaa kykyä, mutta ei ilman haasteita  

Erilaisten tutkittujen ja kehitettyjen tekniikoiden joukossa 3D-tulostus on noussut mullistavaksi teknologiaksi.

3D-tulostus tai lisävalmistus on yksi viime vuosikymmenen häiritsevimpiä teknologioita. Tässä valmistusprosessissa 3D-objektit luodaan asettamalla materiaalia kerros kerrokselta digitaalisen suunnitelman perusteella.

Globaalin 3D-tulostusmarkkinan koko oli $19.33 billion in 2024 ja sen odotetaan kasvavan $101.74 billion vuoteen 2032, mikä osoittaa 23.4 % CAGR:n. 3D-tulostusala on Pohjois-Amerikan hallitsema, joka on saanut 41.4 % markkinaosuudesta vuonna 2024. 

Teknologian kykyyn tuottaa tehokkaasti monimutkaisia ja räätälöityjä osia, mikä vähentää kustannuksia ja nopeuttaa tuotantoa, 3D-tulostusta käytetään laajalla sovellusalueella, mukaan lukien valmistus, lääketiede, materiaalitiede, kuluttajatuotteet, autoteollisuus ja avaruusteollisuus.

Älyvaatteissa ja tekstiileissä 3D-tulostus tarjoaa mahdollisuuden käsitellä erilaisia materiaaleja, valmistaa monimutkaisia kuvioita, räätälöidä suunnitelmia yksilöllisiin tarpeisiin, vähentää jätettä tuotannossa ja mahdollistaa monitoimisuuden.

3D-tulostukseen sisältyy erilaisia menetelmiä, kuten valikoiva laser-sinteröinti (SLS), laminointi (LOM), digitaalinen valon prosessointi (DLP), stereolitografia (SLA), suora mustekirjoitus (DIW) ja sulautettu kerrostusmallinnus (FDM).

Nämä tekniikat mahdollistavat erilaisia materiaaleja, kuten jauhehiukkasia, valosähköisiä hartseja, viskoosia nesteitä ja sulavia polymeereja.

Mahdollistamalla monimutkaisten kuvioiden luomisen ja monitoimimateriaalien soveltamisen, 3D-tulostus edistää kehittyneiden älyvaatteiden järjestelmien valmistusta liikkeen seurannassa, terveyden monitoroinnissa tai kemiallisessa tunnistuksessa.

Jätteiden minimoinnin lisäksi se myös lyhentää pienten osien tuotantoaikaa ja parantaa energiatehokkuutta.

Teknologiaa käyttäen tutkijat ovat tulostaneet toiminnallisia täyteaineita elastomeerisille alustoille ja kiinnittäneet ne sitten iholle hihnojen, rannekorujen tai liimojen avulla anturitoimintaa varten. Jotkut liimakomponentit voivat kuitenkin aiheuttaa ihon ärsytystä, kun taas hihnat eivät saavuta tiukkaa istuvuutta, rajoittaen laitteiden pitkäaikaista käyttöä.

Kuluttajien vaatimuksiin paremmin vastaamiseksi insinöörit ja tutkijat rakentavat 3D-tulostettuja älytekstiilejä, joissa piirit, elektrodit ja anturit tulostetaan suoraan kankaisiin, joita jo käytämme. Tämä mahdollistaa niiden sujuvan sisällyttämisen tavalliseen vaatteeseen jatkuvaa seurantaa varten.

Alalla tehty suuri osa tutkimuksesta on keskittynyt teknologisten toiminnallisuuksien upottamiseen tekstiileihin, mutta ne eivät kiinnitä huomiota siihen, miten kangas istuu, tuntuu ja kestää säännöllisessä käytössä ja huollossa.

Tämä tarkoittaa, että vaikka merkittävää edistystä on saavutettu, lähestymistapa kohtaa edelleen haasteita toiminnallisuuksien saavuttamisessa sekä joustavuuden, pestävyyden ja kestävyyden varmistamisessa, jotka ovat tarpeen mukavuuden ja ylläpidon takaamiseksi päivittäisessä käytössä.

Tämä tarkoittaa, että tulostetun kerroksen on vastattava tekstiilikerroksen joustavuutta ja venyvyyttä, jotta saavutetaan mukavuus eikä kerros irtoa käytön aikana. Jotta se kestää pitkään, tulostetun kerroksen on oltava vahvasti kiinnittynyt tekstiilikerroksen kanssa. Edullisuus ja kestävyys ovat myös tekijöitä, jotka on otettava huomioon nykyaikaisessa valmistuksessa.

Kaikkien näiden ominaisuuksien saavuttamiseksi 3D-tulostusteknologian, toiminnallisen tulostusmateriaalin ja tekstiilialustan valinta on ratkaisevaa.

Klikkaa tästä saadaksesi listan parhaista lisävalmistus- ja 3D-tulostusosakkeista.

Kestävä 3D-mustekirjoitusmenetelmä tarjoaa mukavuutta ja kestävyyttä 

Vastatakseen nykyisiin haasteisiin älykankaissa Washington State Universityn tutkijat esittelivät 3D-mustekirjoitusmenetelmän, joka toimii hyvin myös toistuvien pesujen ja hankausten jälkeen.

Julkaistu ACS Omega -lehdessä¹ tämä edistys älykankaassa tarjoaa kestävyyttä ja mukavuutta sekä ympäristöystävällisemmän prosessin. Se osoittaa valtavan potentiaalin älyvaatteiden toteuttamisessa.

Tutkimus oli johtavan tekijän Zihui Zhao:n tohtorintutkielman osa, joka on vastaavan tekijän Hang Liu:n, tekstiili- ja muotoiluosaston apulaisprofessorin, opiskelija. Se sai osittain rahoitusta National Science Foundationin myöntämästä apurasta.

Liu on työskennellyt useiden vuosien ajan eri älykankaiden elementeillä, ja muutama vuosi sitten hän kuvaili kuitua, jolla on puuvillan joustavuus ja polymerin sähkönjohtavuus, jolla on potentiaalisia sovelluksia kannettavassa teknologiassa.

Viimeisimmässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät DIW-menetelmää johtavien materiaalien tulostamiseen kankaille. Nämä materiaalit voivat johtaa sähköä sallimalla elektronien virrata vapaasti ja sujuvasti pisteestä toiseen, jos ne on kytketty virtalähteeseen.

Suora mustekirjoitus (DIW) on puristukseen perustuva 3D-tulostusmenetelmä, jossa nestemäinen ‘muste’ annostellaan hallitulla virtausnopeudella. Tätä tulostustekniikkaa käytetään yleensä 3D-paristo- ja superkondensaattorelektrodien valmistukseen.

Sillä on korkeampi tulostusresoluutio kuin FDM:llä, ja se on vähemmän kallis ja monimutkainen kuin muut tulostustekniikat.

DIW:n kyky tulostaa liuos on merkittävä etu älyvaatteiden kehittämisessä, koska erilaiset toiminnalliset materiaalit voidaan helposti liuottaa liuottimeen tulostusmusteen muodossa. Liuoksen valmistusprosessi on myös paljon yksinkertaisempi kuin FDM-tulostukseen tarvittavan filamentin valmistus.

Kuitenkin luotu liuos on virtaavampi kuin sulanut polymeeri, mikä voi johtaa monimutkaisiin vuorovaikutuksiin tulostetun liuoksen ja kankaan alustan välillä.

Liuoksen viskoelastisuus, kankaan rakenteet ja yhteensopivuus tulostusmateriaalin kanssa vaikuttavat kaikki merkittävästi tässä ja voivat vaikuttaa tulostusprosessiin sekä tulostetun kankaan suorituskykyyn.

Tulostusalustana tutkimus käytti kaupallisesti saatavilla olevia kankaita, kun taas hiilikuituputket (CNT) liuotettuna poly(butyylisukkinaatti) (PBS) -liuoksessa käytettiin tulostusmusteenä johtavien 3D-tulostettujen kankaiden kehittämiseen. Polybutyylisukkinaatti on biohajoava polyesteri, joka on yhteensopiva luonnonkuitujen kanssa.

PBS:n liuottamiseen ja CNT:n dispergoimiseen he käyttivät biohajoavaa, biohajoavaa ja myrkyttömänä pidettävää liuotinta nimeltä dihydrolevoglukosoni, joka kaupallistetaan nimellä Cyrene.

Korvaamalla PBS:n käsittelyyn yleisesti käytetyt myrkylliset liuottimet Cyrenellä, tutkimus “on linjassa vihreän kemian periaatteiden ja kestävän valmistuksen käytäntöjen kanssa, edistäen tutkimuksen kokonaisvaltaista ympäristöystävällistä lähestymistapaa.”

Tiimi testasi sitten ratkaisunsa kykyä käyttämällä erilaisia tulostusmusteen konsentraatioita kahdessa eri kankaassa. Yksi oli puuvillakangas ja toinen polyesteri/puuvilla-sekoite.

Tulostetut kankaat osoittivat erinomaista mekaanista lujuutta, sähkönjohtavuutta, mittauskerrointa ja vakautta toistuvissa venytyksissä, korostaen niiden potentiaalia älyvaatteiden laitteissa.

Lisäksi, kun ne altistettiin pienille venytyksille 2 % ja 5 %, 100 % puuvillakangas ja polyesteri-puuvilla (65 %-35 %) sekoitekangas näyttivät erilaisia suhteellisia vastusvasteita, mikä osoittaa niiden potentiaalin erilaisissa venymis- ja liikeanturiteknologioissa.

Samaan aikaan liuoksen kyky tunkeutua kankaan lankojen väliin ja sitoutua kuituihin paransi kankaiden pestävyyttä ja hankaamiskestävyyttä, mikä osoittaa DIW-tulostusteknologian hyödyt tekstiilipohjaisten antureiden kehittämisessä älyvaatteisiin.

Kangas osoittautui toimivaksi jopa kahdenkymmenen pesu- ja kuivausjakson jälkeen. Lisäksi se kesti menestyksekkäästi 200 hankausjaksoa ja 500 venytystestausta ilman naarmuja tai halkeamia pinnassa.

Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja liikkeen kaappausta varten suunnitelluista älyvaatteista, jotka muuttavat urheilua ja fysioterapiaa.

Sijoita älyvaatteisiin

Kannettavien teknologioiden alalla merkittävä nimi, joka johtaa tätä aluetta, on itse asiassa teknologiajätti Apple (AAPL ). Perustettu lähes puoli vuosisataa sitten ja tunnettu kulutuselektroniikastaan ja ohjelmistostaan, Apple on kasvanut merkittävästi viime vuosikymmeninä.

Tänään se suunnittelee, valmistaa ja markkinoi älypuhelimia, tabletteja, henkilökohtaisia tietokoneita, kannettavia laitteita ja lisävarusteita. Apple:n tarjoamiin tuotteisiin kuuluvat iPad, iPhone, Mac sekä Wearables, Home ja Accessories, kun taas ohjelmistoalustoihin kuuluvat iPadOS, iOS, macOS, visionOS, watchOS ja tvOS.

Apple myy myös erilaisia siihen liittyviä palveluita, kuten pilvipalveluita, maksupalveluita, digitaalista sisältöä, mainontaa ja AppleCarea. Digitaalista sisältöä myydään sen sijaan tilauspohjaisilla palveluilla, jotka sisältävät Apple Musicin, Apple TV+:n, Apple Arcade:n, Apple News+:n ja Apple Fitness+:n.

Apple Inc. (AAPL )  

Tänään puhumme kannettavista laitteista, ja Apple astui tähän markkinaan vuonna 2014 ensimmäisellä Apple Watchillaan. Äskettäisessä tulospuhelussa toimitusjohtaja Tim Cook puhui Apple Watch Series 10:n tulemisesta olennnaiseksi osaksi ihmisten terveys- ja kuntoilumatkaa.

Kevan Parekh:n mukaan, vanhempi varapuheenjohtaja ja talousjohtaja, Apple Watchin asennusperuste on saavuttanut uuden ennätyksen. Ei vain yli puolet asiakkaista, jotka ostivat Apple Watchin Q2 2025 aikana, olivat uusia tuotteen käyttäjiä, mutta Parekh sanoi, 

“Kellon asiakastyytyväisyys Yhdysvalloissa mitattiin äskettäin 95 %:iin.”

Apple teki myöhäisen tulon markkinoille, jotka olivat kyllästyneet vakiintuneisiin toimijoihin, mutta ei kestänyt kauan, että se hallitsi aluetta älykelloillaan, AirPodseillaan ja päänäytölaitteillaan (HMD).

Vuosien varrella Apple on tehnyt useita yritysostoja, kuten AR-yritys Metaio vuonna 2015, silmänseuranta-teknologiayritys SensoMotoric Instruments ja lisätyn todellisuuden headset-startup Vrvana vuonna 2017, sekä VR-startupit NextVR ja Spaces vuonna 2020 edistääkseen toimintaansa.

Nyt Apple:n kannettavien laitteiden markkinaosuus 4Q24:n aikana on, IDC:n mukaan, ollut 23,8 %.

Kannettavien laitteiden osaston osana Apple Watchin, AirPodsin ja lisävarusteiden myynti koki 5 % liikevaihdon laskun edellisvuoden vastaavasta ajankohdasta $7,52 miljardiin. Tämä johtui Vision Pro -headsetin lanseerauksesta edellisvuoden neljänneksellä.

VisionOS 2.4:n myötä Apple avaa pian ensimmäisen AI-ominaisuuspaketin Vision Pro -käyttäjille. Yritys tarjoaa myös kuratoidun ja säännöllisesti päivitetyn kokoelman spatiaalisia kokemuksia Spatial Gallery -sovelluksella.

Yrityksen tulevaisuuden kannettavien laitteiden tiekarttaan odotetaan sisältyvän AI-pohjaiset älylasit, kuntoilurengas ja kameralla varustetut AirPodsit. Bloomberg on raportoinut, että molemmat ovat tutkimusvaiheessa.

Bloombergin Mark Gurmanin ja analyytikko Ming-Chi Kuon raporttien mukaan Apple testaa parhaillaan tapoja sisällyttää visuaalinen älykkyys paitsi AirPodseihin myös Apple Watchiin. Pienet kamerat näiden tulevien versioiden kannettavissa laitteissa voivat mahdollisesti tulla markkinoille vuonna 2027.

Yksi maailman arvokkaimmista brändeistä, Apple, omaa markkina-arvon $3,15 biljoonaa, ja sen osakkeet, tämän kirjoitushetkellä, kaupankäynnissä hintaan $208,13, mikä on 15,64 % lasku vuodelta tähän mennessä. Sen EPS (TTM) on 7,08, P/E (TTM) on 29,84 ja ROE (TTM) on 152,55 %. Teknologiavalan suuri myös maksaa osinkotuoton, vaikka vain 0,49 %.

Taloudellisesti 2. toukokuuta Apple raportoi tilikauden 2025 toisen neljänneksen, joka päättyi 29. maaliskuuta 2025, tulokset, jotka osoittivat liikevaihdon $95,4 miljardia, 5 % vuotuinen kasvu.

Tämä koostuu $46,84 miljardista iPhone-tuotosta, $7,95 miljardista Mac-tuotteista ja $6,4 miljardista iPad-tuotosta. Palveluiden liikevaihto oli $26,65 miljardia, kun taas kannettavien laitteiden osuus oli $7,52 miljardia.

“Pidä mielessä, että kohtasimme vaikeamman vertailun Apple Vision Pro -lanseerauksen kanssa edellisen vuoden neljänneksellä sekä Watch Ultra 2:n lanseerauksen viime vuonna.”

– Parekh

Mutta merkittävää on, “Kiitos korkeaan asiakasuskollisuuden ja -tyytyväisyyden tasoon, aktiivisten laitteiden asennusperuste on jälleen saavuttanut uuden ennätyksen kaikissa tuotekategorioissa ja maantieteellisissä segmenteissä.”

Osakekohtainen laimennettu tulos neljännekselle oli $1,65, 8 % vuotuinen kasvu. Apple:n vahvat neljännesvuosittaiset tulokset, mukaan lukien kaksinumeroinen kasvu palveluissa, tulivat tullien aiheuttamasta epävarmuudesta huolimatta.

Keskustellessaan tullien vaikutuksesta liiketoimintaan toimitusjohtaja Cook sanoi sen olevan “rajoitettu” yrityksen optimoidessa toimitusketjua.

“Johdamme yritystä kuten aina, harkituin ja tarkoituksenmukaisin päätöksin, keskittyen pitkäaikaiseen investointiin ja omistautuen innovaatioon ja sen luomiin mahdollisuuksiin. Katsoessamme tulevaisuuteen, olemme edelleen luottavaisia.”

– Tim Cook tulospuhelussa

EPS:n kasvu ja $24 miljardia operatiivista kassavirtaa mahdollistivat Apple:n palauttaa $29 miljardia osakkeenomistajille. Yritys myös nosti käteisosinkoa 4 %:lla $0,26:ksi osakkeelta ja ilmoitti lisäohjelmasta, jonka avulla se aikoo ostaa takaisin enintään $100 miljardia omia osakkeitaan. Cook sanoi:

“Jatkamme vuosittaisten osinkojen korotusten suunnittelua.”

Mielenkiintoista on, että Apple raportoi hiilidioksidipäästöjensä vähentämisen 60 % viimeisen vuosikymmenen aikana.

Yhteenveto

Vaikka älykellot ovat yleisimmin käytettyä kannettavaa teknologiaa, tutkijat etsivät jatkuvasti uusia tapoja integroida antureita elintärkeiden terveysmittareiden seurantaan muissa elämämme osa-alueissa, kuten vaatteissa.

Mutta älytekstiilit ovat paljon haastavampia, sillä niiden on paitsi varmistettava mukavuus, myös kestettävä säännöllinen käyttö ja huolto, ja silti säilytettävä suorituskykynsä. Viimeisin tutkimus, DIW 3D-tulostuksensa kanssa, merkitsee suurta hetkeä kannettavalle kankaalle, sillä se tarjoaa joustavuutta, mukavuutta ja kestävyyttä ilman, että se heikentää anturitoimintaa.

Ajan myötä, kun teknologia kehittyy, tulee kustannustehokkaammaksi ja skaalautuvammaksi, voimme nähdä älypaitojen tai sukkien saavuttavan valtavirran hyväksynnän ja tulevan osaksi päivittäistä elämäämme.

Klikkaa tästä saadaksesi listan parhaista kannettavien terveysseurantalaitteiden yrityksistä, joihin kannattaa sijoittaa.

Viitteet:

1. Zhao, Z., Liu, W., & Liu, H. (2025). Joustavat ja kestävät suora mustekirjoitus 3D-tulostetut johtavat kankaat älyvaatteisiin. ACS Omega, 10(14), 14138–14149. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11367