AI‑forbedret bærbar teknologi kan få integrasjoner i biler, møbler og til og med romdrakter

Bærbar teknologi får stor oppmerksomhet etter hvert som teknologien utvikler seg, forbrukerne blir mer bevisste på helsen sin, og offentlige initiativer fremmer velvære.

Fitnesstrackere og smartklokker er de mest populære bærbare enhetene, og de ser økende etterspørsel, med studier som viser at 35% av amerikanske voksne bruker bærbare. Når det gjelder aldersgrupper, er bruken så høy som 40% blant 18‑ til 34‑åringer og 25% for voksne over 65.

Men det er ikke hele omfanget av bærbar teknologi. Et voksende segment av bærbar teknologi er elektroniske tekstiler (e‑tekstiler) eller smarte tekstiler. 

E‑tekstiler refererer til kombinasjonen av elektronikk med tekstiler for å lage «smarte» tekstilprodukter. Disse e‑tekstilene har evnen til å registrere, analysere, lagre, sende og vise data i en viss grad.

Siden vi er i kontakt med tekstiler i mesteparten av livet vårt, er det fornuftig å gjøre klærne våre intelligente. 

Oppvarmede klær og tepper er noen av de mest populære produktene i denne kategorien, med betydelige kommersielle markeder. Men variasjonen av e‑tekstiler er ganske bred, og dekker alt fra sengetøy til klær og bandasjer til industrielle stoffer, med nye produkter som dukker opp hele tiden.

Innovasjoner innen neste generasjons bærbar teknologi

Mange tilnærminger har blitt tatt for å utvikle og designe e‑tekstiler, inkludert bruk av ledende polymerer og formminne‑polymerer. Smarte tekstiler bruker også stoff som tillater at elektroniske komponenter som sensorer, batterier og lys kan integreres i dem. 

I disse smarte klærne er forbindelsen mellom energi og tekstiler svært viktig, da de alle i praksis involverer en form for energioverføring. Dette kan enten være mellom materialet og menneskekroppen eller mellom materialet og en ekstern stimulus.

Nå avhenger evnen til smarte tekstiler til å reagere på eksterne påvirkninger av faktorer som temperatur, fuktighetsinnhold og trykk. Disse faktorene er primært relatert til materialet og avhenger av fibertypen, dens egenskaper, konstruksjon og garnstruktur.

Deretter finnes det enheter som solceller, lysdioder, felt‑effekt‑transistorer og fotovoltaiske enheter som er integrert i tekstiler og som trenger energi for å fungere. De gjør også at e‑tekstiler kan samle inn og lagre energi.

I dag brukes smarte tekstiler i stor grad i helsestyring for å overvåke fysiologiske tegn, trykk og kroppens akselerasjon. Til dette brukes sensorer til å analysere bioflyt. Sensore i elektroniske tekstiler brukes til signaltransformasjon og kan overvåke brukerens hjertefrekvens, blodtrykk og bevegelse. De kan til og med kobles til mobilapper via Bluetooth for å kontrollere temperatur. 

E‑tekstilprodukter blir også aktivt utforsket for å fange kroppens bevegelse, regulere kroppstemperatur, spore helsedata, forbedre sikkerhet, forebygge sykdommer og tilby personlig tilpasset behandling.

Selv om de ikke er like populære som annen bærbar teknologi som fitnesstrackere eller smartklokker, gjør smarte tekstiler fortsatt fremskritt i reell adopsjon. Et fremtredende nylig eksempel er kjolen som ble viral på TikTok for å endre farge fra hvit til rosa i solen. 

Det New York‑baserte motemerket PH5 bruker sine innovative garn til å strikke disse kjolene som blir lyse rosa og blå i solen. Disse kjolene er en del av PH5s UV‑reaktive kolleksjon, som også inkluderer farge‑skiftende skjørt, skjorter og cardiganer. 

Dette er imidlertid ikke helt nytt, da lignende farge‑skiftende plagg har eksistert, som den varmesensitive Hypercolor‑klær fra 1990‑tallet.

Andre eksempler på smart bekledning inkluderer LED‑kjolen som sangeren Katy Perry har på seg, som lyser opp i farger og mønstre. Så finnes det solcelledrevne klær, som integrerer solcellepaneler i frakker og kjoler for å utnytte solenergi til å lade mobile enheter.

Fitnessklærmerker bruker også sensorer for å spore muskelaktivitet, pust og hjertefrekvens for å gi treningsentusiaster og idrettsutøvere verdifulle data. Her tilbyr merker som Under Armour (UA ) (UAA ) og Hexoskin smarte kompresjonsplagg til allmennheten for å optimalisere ytelse og restitusjon. 

Det finnes også holdningskorrigerende skjorter som har sensorsystemer og haptisk tilbakemelding for å oppdage dårlig holdning og sende påminnelser om å justere den.

Selv kunstig intelligens (AI) blir i økende grad brukt i bærbar teknologi for å samle inn og analysere helsedata og gi varsler og anbefalinger til brukerne. AI‑aktiverte wearables kan hjelpe med tidlig oppdagelse av tilstander som hypertensjon, tilpasse behandlingsplaner basert på unike data, og varsle brukere om endringer i viktige helsemålinger. Smarte såler og smartklær blir sett i bruk av AI.

High‑tech klær kommer imidlertid med utfordringer når det gjelder å sikre stoffets komfort og fleksibilitet. I tillegg må stoffet kunne tåle det en typisk tekstil gjennomgår, som veving, vask og krølling, uten å bli skadet. 

Disse utfordringene utgjør et stort hinder for e‑tekstil som forskere stadig prøver å løse for å gjøre smartklær levedyktige. Bare i fjor laget forskere ved Boston University et nytt tekstil‑metamateriale for mer nøyaktig datainnsamling med større fleksibilitet.

Metamaterial er et materiale som er designet for å ha egenskaper som ikke finnes i naturen. Det kan også mønstrelegges på klær for å utvikle et batterifritt nettverk av sensorer, overvåke vitale kroppssignaler, og opprettholde funksjon selv under vann.

Fra løpere til svømmere gir dette sofistikerte nettverket av sensorer, sømløst integrert i klær som kontinuerlig sporer kroppssignaler i sanntid, dem en mengde informasjon uten å avbryte aktivitetene, bemerket studiens medforfatter Xia Zhu.

Forskerne designet også et kroppsområde‑nettverk (BAN), som består av lapper av tekstil‑metamateriale laget fra de samme kablene som gir deg internett. Disse lappene kan sømløst sys inn i klær.

Utnytte AI for å styrke smartklær‑kapasiteter 

Mens oppvarmende e‑tekstiler som elektriske tepper og varmematter er mye brukt for termisk komfort, lindring av smerter og energisparing, kan langvarig oppvarming føre til bekymringer om varmerelaterte sykdommer som brannskader eller hypertermi.

Eldre er spesielt mer utsatt for varmerelaterte skader på grunn av redusert varmesensitivitet. For de som bor på sykehjem eller i støttede boliger, kan de ikke alltid bli overvåket av helsepersonell, noe som gjør dem sårbare for høye temperaturer.

I tillegg, til tross for alle fremskrittene på dette feltet, har det vært vanskelig å oppnå forbrukertilfredshet på grunn av ulike termiske behov. 

For å løse disse spesifikke problemene har forskere fra School of Fashion and Textiles ved The Hong Kong Polytechnic University og Laboratory for Artificial Intelligence in Design designet en «smart» jakke med farge‑skiftende og varme‑genererende garn samt miljøsensorer.

Den intelligente termokromiske oppvarmende e‑tekstil, som har som mål å øke termisk komfort og redusere risikoen for overoppheting, viser stort potensial for bærbare helsetjenester.

Publisert i ACS Applied Materials & Interfaces (AMAT ) ¹ tidligere i år, beskriver studien med tittelen «Intelligent Thermochromic Heating E‑Textile for Personalized Temperature Control in Healthcare» den bærbare teknologien som involverer stoffet som integrerer ledende garn, polymerisk optisk fiber (POF) og temperatur‑indusert misfarging‑garn (TIDY) for å visualisere temperaturendringer og sikre effektivitet.

Den nye e‑tekstil som forskerne har laget for den intelligente oppvarmingsjakken inneholder to typer termokromisk garn og sølvbelagt garn. Det er det sølvbelagte garnet som varmer jakken med mindre bulk og mer fleksibilitet enn konvensjonelt brukt karbonfiber. 

Systemet er også utstyrt med omgivelsessensorer, mikrokontrollere og Bluetooth‑tilkobling for å tilby omfattende intelligente oppvarmingsløsninger. 

Teamet utstyrte også jakken med et AI‑basert temperaturkontrollsystem som gjør at det nye stoffet kan optimalisere personlig komfort ved å varme brukeren uten å overopphete. Det gir også umiddelbare temperaturavlesninger for enkel overvåking og fargeindikatorer for eldre‑omsorgspersoner. 

AI‑modellen er trent på data innhentet fra 50 testpersoner med ulik kjønn, alder og kroppstype for å bestemme optimal oppvarmingstemperatur. Deltakerne identifiserte perfekte varmeinnstillinger for seg selv i miljøer med ulike fuktighetsnivåer, temperaturer og vindhastigheter.

Ved testing viste jakken lovende resultater, med garn som nøyaktig indikerte oppvarmingstemperatur. Det vevde lysende oppvarmingsstoffet demonstrerte også farge‑skift‑effekten med stoffoverflaten som endret seg fra blek lilla til sterk rosa i et opplyst miljø via TIDY som svar på temperaturendringer. 

Den fargeskiftende garnet fra lilla til rosa indikerer en oppvarmingstemperatur over 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit), noe som gjør temperaturovervåking enkel i løpet av dagen og gir en sikkerhetsfunksjon for brukerne.

Polymerisk optisk fiber‑garn ga derimot av en rød, gul eller blå glød i mørke omgivelser for å indikere temperaturer på henholdsvis 50 °C (122 °F), 40 °C (104 °F) og 30 °C (86 °F).

Ifølge avlesningene fra en tabell i studien viste stoffet utviklet av forskerne mye høyere mykhet, fleksibilitet, strekkbarhet og termisk isolasjon sammenlignet med kommersielle vevde POF‑ og strikkede POF‑tekstil. Polymerisk optisk fiber (POF) er laget av plastpolymerer og brukes til datakommunikasjon og sensorteknologier. 

Videre forutså AI‑komponenten en behagelig temperatur og ga konstant oppvarming for brukeren, selv når omgivelsene endret seg.

Resultatene antyder at det utviklede stoffet er egnet for anvendelser innen personlig oppvarming og helsetekstil, og sikrer komfort og tilpasningsevne. Den sanntidsjusteringen av temperatur gjør det også svært gunstig for å gi jevn varme til eldre brukere.

Imidlertid er en jakke bare ett av bruksområdene for e‑tekstil, da teamet i fremtiden ser potensialet i ulike andre anvendelser, inkludert oppvarmede bilseter, møbler og til og med romdrakter.

Fremtredende børsnoterte amerikanske selskaper innen e‑tekstiler

E‑tekstiler har enormt potensial, og dette reflekteres i deres globale markedsstørrelse, som lå på rundt 1 milliard dollar i 2019 og siden har vokst til nesten 5 milliarder dollar i 2024. Det er videre forventet å overstige $29 milliarder innen 2033. Denne integreringen av teknologi i stoffer tiltrekker økende etterspørsel fra sektorer som forbrukerelektronikk, sportsklær og helsevesen.

La oss se nærmere på et fremtredende navn i sektoren som ligger i front når det gjelder å integrere avanserte materialer og teknologier i tekstiler.

1. DuPont de Nemours, Inc.

Den teknologibaserte material‑ og løsningsleverandøren DuPont de Nemours (DD ) har gjort mange fremskritt i utviklingen av ledende blekk og fleksible materialer som er essensielle for e‑tekstil‑applikasjoner.

Gjennom kontinuerlig innovasjon gjør selskapet det mulig med tilkobling, smarte teknologier og neste generasjons halvlederbrikker, og transformerer mobilitet ved å fremme elektriske kjøretøy, takle vannmangel med løsninger for rent vann, og muliggjøre bærekraftige bygninger.

Selskapet opererer gjennom noen hovedsegmenter, hvor Elektronikk‑ og Industrisegmentet leverer differensierte materialer og systemer for en rekke forbrukerelektronikk, inkludert mobiltelefoner, skjermer, PC‑er og elektronikk brukt i ulike industrier, samt produksjon og pakking av halvledere og integrerte kretser. Det leverer også termisk styring og elektromagnetisk skjerming i tillegg til metalliseringsprosesser.

Dets Water‑ & Protection‑segment tilbyr løsninger for vannrensing og separasjon samt arbeidstakersikkerhet. Selskapet leverer også materialer til energi‑, romfarts‑, medisinsk emballasje‑ og byggebransjen.

DuPont leverer også stoffer, fibre og nonwovens for ytelse, beskyttelse og allsidighet. Med sine høy‑ytende materialer, som inkluderer KEVLAR, NOMEX, TYVEK og TYCHEM, tilbyr DuPont ballistisk og kuttebeskyttelse, sikkerhet mot brannfare, pustende barrierebeskyttelse og kjemisk beskyttelse.

Disse materialene har en rekke egenskaper. Kevlar er et varmebestandig, syntetisk og lettvektig fiber som gir høy strekkstyrke. Nomex er et iboende varme‑ og flammebestandig fiber, mens Tyvek er lett, holdbart og motstandsdyktig mot vann, slitasje og bakterieinntrengning.

Nå, med en markedsverdi på 35,25 milliarder dollar, handles DuPont‑aksjer for tiden til 84,32 $, opp 10,58 % år‑til‑dato. Selskapet har en EPS (TTM) på 1,77, en P/E‑ratio (TTM) på 47,74, og en utbytteavkastning på 1,80 %.

Tidligere denne måneden rapporterte DuPont finansielle resultater for Q4 2024, som viste nettoomsetning på 3,1 milliarder dollar, en økning på 7 %, lik organisk salg sammenlignet med samme periode året før. Regionelt var organisk salgsvekst høyest i Asia‑Pacific med 11 %, etterfulgt av 5 % vekst i USA & Canada, og deretter 1 % organisk salgsvekst i EMEA.

Når man snakker om denne «sterke finansielle ytelsen», bemerket administrerende direktør Lori Koch den vedvarende styrken selskapet ser i elektronikk‑sluttmarkedene og Water & Protection‑segmentet.

GAAP‑EPS fra løpende virksomhet i kvartalet var -0,17 $, mens justert EPS var 1,13 $. Kontantstrøm fra driftsaktiviteter var 564 millioner dollar, og transaksjonsjustert fri kontantstrøm var 455 millioner dollar. 

I denne perioden viste DuPont også sitt omfattende utvalg av avanserte kretsløpsmaterialer og AI‑løsninger på Taiwan Printed Circuit Association (TPCA)‑showen.

«Som en kraftpakke innen avanserte interconnect‑ og termiske styringsløsninger, er vi dedikert til å forbedre databehandling og muliggjøre dataoverføringshastighet og pålitelighet, som begge er kritiske for AI‑funksjonalitet.»

– Yuan Yuan Zhou, Global Business Director, Advanced Circuit & Packaging, DuPont

For hele året 2024 rapporterte DuPont nettoomsetning på 12,4 milliarder dollar, GAAP‑EPS på 1,77 $, justert EPS på 4,07 $, og fri kontantstrøm på 1,8 milliarder dollar.

«Jeg er fornøyd med våre solide resultater for fjerde kvartal, som avsluttet et sterkt år med finansiell ytelse, og vi ser frem til å opprettholde dette momentumet i 2025.»

– CFO Antonella Franzen.

For første kvartal i år anslår selskapet nettoomsetning til litt over 3 milliarder dollar og justert EPS til 0,95 $ per aksje. 

For hele året 2025 er estimatene 12,8 til 12,9 milliarder dollar i nettoomsetning, drifts‑EBITDA i området 3,325 til 3,375 milliarder dollar, og justert EPS mellom 4,30 og 4,40 $ per aksje.

Konklusjon

Siden den ble mainstream for et halvt århundre siden, har bærbar teknologi gjort store fremskritt både i adopsjon og utvikling. Den har raskt utviklet seg fra enkle fitnesstrackere til sofistikerte helseløsninger, som lover større bekvemmelighet og forbedret velvære. 

I bærbar teknologi presser smarte tekstiler spesielt grensene for innovasjon ved å integrere avanserte materialer og intelligente systemer i stoffer. Betydelige fremskritt innen fibre og teknologi har gjort våre daglige klesplagg til responsive verktøy som lar oss regulere temperatur, overvåke helse og miljø, gi beskyttelse og tilpasse komfort.

Den nyeste forskningen fra Hong Kong‑forskerne markerer et betydelig steg i e‑tekstil‑feltet som inkorporerer termokromiske garn, polymerisk optisk fiber og AI‑drevet temperaturkontroll. Med sin intelligente oppvarmingsjakke gir forskningen en lovende løsning ikke bare for eldre og andre sårbare grupper, men også potensielle anvendelser i andre industrier. Studien understreker også viktigheten av fortsatt forskning på kombinasjonen av AI og stoffteknologi.

Dette er imidlertid bare begynnelsen. Etter hvert som teknologien blir enda mer avansert og forskere finpusser disse innovasjonene, kan vi forvente at smarte klær blir en vanlig del av hverdagen vår, på samme måte som andre bærbare teknologier som smartklokker har blitt, og fører til en mer intuitiv og helsekonsentrert fremtid.

Klikk her for en liste over topp selskaper innen bærbar helsesporing.