ウェアラブルの未来？スマートで快適な衣類

今日、家庭用電化製品だけでなく、服装さえもスマート化しています。ジャケット、靴下、手袋、帽子からブラジャーに至るまで、ほぼすべての衣類にテクノロジーが搭載され、私たちの活動やバイタルサインを追跡して健康的な生活を送るのに役立っています。

スマートファブリックの新興トレンドは、スマートウォッチと同様の機能を果たす衣類を約束しています。これはアスリート、医療提供者、軍事分野での応用が期待されています。

スマートウェアラブル市場は実際に急速に成長しています。2024年、世界のウェアラブル市場は5億3400万台を超え、前年比5.4%の成長を示しました。これはInternational Data Corporation（IDC）の最新データ、Worldwide Quarterly Wearable Device Trackerによるものです。

このトレンドは主にスマートウォッチによって牽引されており、昨年は4.5%の減少となりました。一方、ヘアラブルは8.9%成長しました。今後1年で、リングやメガネとともに両者とも成長が続くと予測されています。

スマート衣料も増加が見込まれていますが、成長率は緩やかです。これはスマート衣料がまだ主に開発段階にあることを考えると納得できます。

スマートウェアラブルの進歩は、センサー技術、ビッグデータ分析、製造プロセスのイノベーションによって推進されています。これらのデバイスはアクセサリーや衣類に統合され、生理的および環境データを監視・追跡・送信し、健康、フィットネス、ライフスタイル管理に有益な情報を提供します。

しかしもちろん、センサーや電子デバイス、その他のスマートコンポーネントを日常の衣服に統合することは容易ではありません。統合は複雑であるだけでなく、衣類の価格も上がります。また、洗濯や乾燥のサイクルを経ても機能を維持しなければなりません。

耐久性に加えて、快適性も課題です。かさばる電源や硬いセンサーは、スマートファブリックを日常的に着用する際に不快感をもたらします。

スマートテキスタイルに関しては、衣服内にセンサーを統合する方法が製品の性能に大きく影響します。

従来の方法として、織り、縫製、またはセンサーや導電性糸などの機能部品を直接布に貼り付けることが利用されていますが、これらは多機能性の提供に限界があり、使用できる材料の種類にも制約があります。

そのため、研究者は電気伝導性などの機能強化された繊維を作り出すさまざまな方法を開発しました。例えば、コーティングによる機能性ヤーンや、繊維紡績による機能性複合繊維が開発されています。

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3Dプリンティングは変革的な能力を提供するが、課題もある

探求・開発されたさまざまな技術の中で、3Dプリンティングは変革的なテクノロジーとして浮上しています。

3Dプリンティング、または付加製造は、過去10年で最も破壊的な技術の一つです。この製造プロセスでは、デジタル設計に基づき材料を層ごとに堆積させて3次元オブジェクトを作成します。

世界の3Dプリンティング市場規模は2024年に193億3000万ドルと評価され、2032年までに1017億4000万ドルへ成長すると予測され、年平均成長率は23.4%です。3Dプリンティング分野は北米が支配しており、2024年に市場シェアの41.4%を占めています。$19.33 billion in 2024

この技術は複雑かつカスタマイズされた部品を効率的に製造でき、コスト削減と生産速度向上を実現するため、製造業、医療、材料科学、消費財、自動車、航空宇宙など幅広い分野で活用されています。

スマートウェアラブルやテキスタイルにおいて、3Dプリンティングはさまざまな材料を処理し、精巧なパターンを作製し、個々のニーズに合わせた設計が可能で、製造時の廃棄物を削減し、多機能性を実現します。

3Dプリンティングには、選択的レーザー焼結（SLS）、ラミネートオブジェクト製造（LOM）、デジタルライトプロセッシング（DLP）、ステレオリソグラフィー（SLA）、直接インク書き込み（DIW）、融合堆積モデリング（FDM）などの手法が含まれます。

これらの技術は、粉末顆粒、光硬化性樹脂、粘性液体、溶融ポリマーなど、さまざまな材料を扱うことができます。

複雑なパターンの作成と多機能材料の適用を可能にすることで、3Dプリンティングはモーション追跡、健康モニタリング、化学検出用の高度なスマートウェアラブルシステムの製造を促進しています。

廃棄物の最小化に加えて、小部品の製造時間を短縮し、エネルギー効率も向上させます。

この技術を用いて、研究者はエラストマー基板上に機能性フィラーを印刷し、ストラップ、リストバンド、または接着剤で皮膚に取り付けてセンシングを行っています。しかし、一部の接着剤は皮膚刺激を引き起こす可能性があり、ストラップはフィット感を確保しにくく、ウェアラブルの長期使用を制限します。

消費者のニーズに応えるため、エンジニアや研究者は、回路、電極、センサーなどのデバイスを既存の布地に直接印刷した3Dプリントスマートテキスタイルを構築しています。これにより、通常の衣類にシームレスに組み込んで継続的なモニタリングが可能になります。

この分野の多くの研究は、テキスタイルへの技術的機能の埋め込みに焦点を当てていますが、布地のフィット感、触感、日常使用やメンテナンス下での耐久性にはほとんど注意を払っていません。

つまり、ここで大きな進展があったものの、機能性の実現と、日常の着用において快適さとメンテナンスを可能にする柔軟性、洗濯耐性、耐久性を備えるという課題が依然として残っています。

これは、テキスタイル層の柔軟性と伸縮性に合致した印刷層を持ち、快適さを提供し、使用中に剥がれないようにすることを意味します。長期間使用できるようにするには、印刷層とテキスタイル層の結合が強固である必要があります。また、低コストと持続可能性も現代の製造において考慮すべき要素です。

これらすべての特徴を実現するためには、3Dプリンティング技術、機能性印刷材料、テキスタイル基材の選択が重要です。

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持続可能な3Dインク印刷法は快適性と耐久性を提供

スマートファブリックの現在の課題に対処するため、ワシントン州立大学の研究者は、繰り返し洗濯や摩耗を経ても性能を維持できる3Dインク印刷法を実証しました。

ACS Omega¹誌に掲載されたこのスマートファブリックの進歩は、耐久性と快適性を提供し、より環境に優しいプロセスでもあります。スマートウェアラブルを実現する上で大きな可能性を示しています。

この研究は、主要著者である趙子慧（Zihui Zhao）の博士論文の一部で、指導教員である劉航（Hang Liu）はアパレル・マーチャンダイジング・デザイン・テキスタイル学部の准教授です。研究は米国国立科学財団（NSF）の助成金の一部でも資金提供されました。

劉氏は数年にわたりスマートファブリックのさまざまな要素に取り組んできました。数年前には、綿の柔軟性とポリマーの電気伝導性を兼ね備えた繊維を詳細に研究し、ウェアラブル技術への応用可能性を示しました。

最新の研究では、研究者はDIW法を用いて導電性材料を布に印刷しました。これらの材料は、電源に接続すれば電子が自由かつ流動的に流れ、電気を伝導します。

直接インク書き込み（DIW）は、液体インクを制御された流量で押し出す3Dプリンティング手法です。この印刷技術は通常、3次元バッテリーやスーパーキャパシタ電極の製造に使用されます。

FDMよりも高い印刷解像度を持ち、他の印刷技術に比べてコストと複雑さが低いです。

DIWが溶液を印刷できることは、さまざまな機能性材料を溶媒に溶解したインクとして容易に使用できるため、スマートウェアラブルの開発において大きな利点となります。溶液の調製プロセスは、FDM用フィラメントを準備するよりもはるかに簡単です。

しかし、作成された溶液は溶融ポリマーよりも流動性が高く、印刷された溶液と布基材との間で複雑な相互作用を引き起こす可能性があります。

溶液の粘弾性、布の構造、印刷材料との適合性はすべて重要な役割を果たし、印刷プロセスや印刷された布の性能に影響を与えます。

印刷基材として、研究では市販の布地を使用し、炭素ナノチューブ（CNT）をポリブチレンサクシネート（PBS）溶液に溶解させたものを印刷インクとして導電性3D印刷布を開発しました。ポリブチレンサクシネートは、天然繊維と相性の良い生分解性ポリエステルです。

PBSを溶解しCNTを分散させるために、バイオベースで生分解性かつ無毒の溶媒であるジヒドロレボグルコセノン（商品名：Cyrene）を使用しました。

PBS処理に一般的に使用される有毒溶媒をCyreneに置き換えることで、本研究は「グリーン化学の原則と持続可能な製造慣行に合致し、全体的な環境に優しいアプローチを推進しています。」

チームは、さまざまな濃度の印刷インクを2種類の布（綿布とポリエステル/綿混紡布）に使用して、溶液の性能をテストしました。

印刷された布は、優れた機械的強度、電気伝導性、ゲージファクター、そして繰り返しひずみ下での安定性を示し、スマートウェアラブルデバイスへの応用可能性を示しました。

さらに、2%と5%の小さなひずみを加えた際、100%綿布とポリエステル-綿（65%–35%）混紡布は異なる相対抵抗応答を示し、ひずみ・モーションセンサー技術へのさまざまな応用可能性を示しました。

同時に、溶液が糸間の布に浸透し繊維と結合する能力により、布の洗濯耐性と摩耗耐性が向上し、スマートウェアラブル用テキスタイルベースのセンサー開発におけるDIW印刷技術の利点が示されました。

この布は、20回の洗濯・乾燥サイクル後でも性能が維持されました。さらに、200回の摩耗サイクルと500回の引張りサイクルテストを受けても、表面に傷や割れが見られませんでした。

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ウェアラブルテックに投資する

ウェアラブルテックの領域で、この分野をリードする著名な企業は、テック大手のAppleです(AAPL )。約半世紀前に設立され、消費者向け電子機器とソフトウェアで知られるAppleは、ここ数十年で大幅に成長しました。

現在、Appleはスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ、ウェアラブル、アクセサリを設計・製造・販売しています。提供製品にはiPad、iPhone、Mac、ウェアラブル、ホーム、アクセサリが含まれ、ソフトウェアプラットフォームはiPadOS、iOS、macOS、visionOS、watchOS、tvOSです。

Appleはまた、クラウドサービス、決済サービス、デジタルコンテンツ、広告、AppleCareなどの関連サービスも提供しています。デジタルコンテンツは、Apple Music、Apple TV+、Apple Arcade、Apple News+、Apple Fitness+といったサブスクリプションベースのサービスで販売されています。

Apple Inc. (AAPL )  

本日はウェアラブルについて語りますが、Appleは2014年に初代Apple Watchでこの市場に参入しました。最近の決算発表で、CEOのティム・クックはApple Watch Series 10が人々の健康とフィットネスの旅に不可欠な存在になると語りました。

ケヴァン・パレーク上級副社長兼最高財務責任者によると、Apple Watchの導入ベースは史上最高に達しました。2025年第2四半期にApple Watchを購入した顧客の半数以上が新規顧客であり、パレーク氏は次のように述べました、

「米国におけるWatchの顧客満足度は最近95%と測定されました。」

Appleにとっては市場が既に確立されたプレイヤーで飽和している中での遅い参入でしたが、スマートウォッチ、AirPods、ヘッドマウントデバイス（HMD）での支配的な地位を確立するまでに時間はかかりませんでした。

長年にわたり、AppleはAR企業Metaio（2015年）、視線追跡技術企業SensoMotoric Instrumentsと拡張現実ヘッドセットスタートアップVrvana（2017年）、VRスタートアップNextVRとSpaces（2020年）など、複数の企業を買収し、取り組みを進めてきました。

現在、IDCによると、Appleのウェアラブル市場シェアは2024年第4四半期で23.8%です。

ウェアラブル部門の一環として、Apple Watch、AirPods、アクセサリの売上は前年同期比で5%減少し、7.52億ドルとなりました。この減少は、前年同期のVision Proヘッドセットの発売が原因とされています。

VisionOS 2.4により、Appleは近くVision Proユーザー向けに初のAI機能セットを解放します。また、Spatial Galleryアプリでキュレーションされた定期的に更新される空間体験のコレクションも提供します。

同社の将来のウェアラブルロードマップには、AI搭載スマートグラス、フィットネスリング、カメラ付きAirPodsが含まれると予想されますが、Bloombergによれば、これらはまだ探索段階にあります。

Bloombergのマーク・ガーマン氏とアナリストの郭明錡（Ming-Chi Kuo）によると、AppleはAirPodsだけでなくApple Watchにも視覚インテリジェンスを組み込む方法を現在テストしています。これらのウェアラブルの将来バージョンに小型カメラを搭載することが2027年に実現する可能性があります。

世界で最も価値のあるブランドの一つであるAppleは、時点で時価総額3.15兆ドル、株価は208.13ドル（年初来15.64%下落）です。EPS（TTM）は7.08、P/E（TTM）は29.84、ROE（TTM）は152.55%です。同社は配当利回り0.49%も支払っています。

財務面では、5月2日にAppleは2025会計年度第2四半期（2025年3月29日終了）結果を発表し、売上高は954億ドルで、前年同期比5%増加しました。

この内訳は、iPhoneから468.4億ドル、Mac製品から79.5億ドル、iPadから64億ドルの収益です。サービス部門は266.5億ドル、ウェアラブル部門は75.2億ドルでした。

「覚えておいてください、前年同期のApple Vision Proの発売と比較して、さらに困難な状況に直面しました。また、昨年発売されたWatch Ultra 2も同様です。」

– パレーク

注目すべきは、「顧客ロイヤルティと満足度が高いおかげで、全製品カテゴリと地域セグメントでアクティブデバイスの設置ベースが再び史上最高に達しました。」という点です。

当四半期の希薄化後1株当たり利益は1.65ドルで、前年同期比8%増加しました。関税による不確実性にもかかわらず、サービス部門の二桁成長を含むAppleの堅調な四半期決算が示されました。

関税が事業に与える影響について、CEOのクックは「最適化されたサプライチェーンにより限定的」だと述べました。

「私たちは常に行ってきたように、思慮深く慎重な決定で会社を運営し、長期的な投資に焦点を当て、イノベーションとその可能性に献身し続けます。今後も自信を持っています。」

– ティム・クック（決算発表）

EPSの成長と240億ドルの営業キャッシュフローにより、Appleは株主に290億ドルを還元しました。同社はまた、1株当たり0.26ドルに配当金を4%増額し、さらに最大1,000億ドルの自社株買いプログラムを発表しました。クックは次のように述べました：

「私たちは年間配当の増加を継続的に計画しています。」

興味深いことに、Appleは過去10年間で炭素排出量を60%削減したと報告しています。

結論

スマートウォッチは最も一般的で広く使用されているウェアラブル技術ですが、研究者は衣類など生活の他の要素にセンサーを統合し、重要な健康指標をモニタリングする新たな方法を常に探求しています。

しかし、スマートテキスタイルは、快適性を確保するだけでなく、定期的な使用とメンテナンスに耐え、性能を維持しなければならないため、はるかに難しいです。DIW 3Dプリンティングによる最新の研究は、柔軟性、快適性、耐久性を提供しながら、センシング性能を犠牲にしないウェアラブルファブリックの大きな転換点となります。

時間が経つにつれ、技術がより優れ、コスト効果が高く、スケーラブルになるにつれて、スマートTシャツやスマートソックスが主流となり、日常生活の一部になる可能性があります。

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参照文献：

1. Zhao, Z., Liu, W., & Liu, H. (2025). Flexible and durable direct ink writing 3D-printed conductive fabrics for smart wearables. ACS Omega, 10(14), 14138–14149. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11367