Skupina inženýrů z MIT vytvořila první inteligentní tkaninu s vestavěným mikropočítačem. Nové počítačové vlákno lze vetkat do oblečení, které pak dokáže sledovat zdravotní stav a fyzickou aktivitu člověka v reálném čase. Technologii již testuje armáda v extrémních arktických podmínkách a odborníci věří, že chytré oblečení najde využití v běžném životě, medicíně i vojenství.
Počítač ukrytý ve vlákně textilie
Tým vědců z Massachusettského technologického institutu (MIT) představil nový typ elastického vlákna, do kterého integroval kompletní počítačový systém. Uvnitř pružného vlákna se nachází mikroprocesor, čidla, digitální paměť, bezdrátový modul Bluetooth i miniaturní baterie, tedy veškeré komponenty potřebné pro samostatný chod počítače. Vlákno lze přitom zaplést do běžné textilie – vědci ukázali, že opletením kovovými i textilními nitěmi ho mohou prakticky neviditelně začlenit do látky.
Výsledkem je na omak běžná tkanina, která v sobě má „nervový systém“ elektroniky. Novinka navazuje na několik let starý výzkum chytrých textilií. Už v roce 2021 vyvinul tentýž tým vědců první digitální vlákno, které podle serveru xTalks dokáže snímat tělesné funkce a dokonce ukládat data o zdraví nositele. Tehdejší prototyp ale ještě potřeboval ke svému fungování přídavnou elektroniku – malou externí jednotku pro zpracování dat.
Nyní vědci překonali tento limit: díky nové metodě konstrukce vláken dokázali do nitě vložit i řídicí jednotku a další součásti. „Tento pokrok byl pro nás zásadní, protože nám umožnil zabudovat do vlákna pokročilé výpočetní prvky, jako je mikrořadič a Bluetooth senzor,“ uvedl člen týmu Nikhil Gupta na webu zmíněného institutu.
Výzkum související s touto technologií byl publikován v renomovaném vědeckém časopise Nature.
Materiál vláken tvoří mimořádně pružný termoplast, díky němuž je výsledná nit pružná, roztažitelná o 60 % a pratelná v pračce – oděv s touto technologií tedy lze běžně nosit a udržovat.
Tričko, které pozná pohyb i zdravotní potíže
Chytrá textilie z MIT slouží zejména k monitorování zdravotního stavu a pohybu. Do oděvu lze strategicky rozmístit více „počítačových vláken“, která spolu komunikují pomocí světelných signálů z miniaturních LED diod. Každé vlákno zároveň bezdrátově odesílá naměřené údaje do telefonu nebo jiného zařízení, kde je může sledovat uživatel či lékař.
Vědci už z takové tkaniny vytvořili prototyp chytrého trička, které dokáže rozpoznávat pohybové aktivity. Do rukávů všili čtyři počítačová vlákna a naučili je vyhodnocovat cviky, jako jsou dřepy, kroužení pažemi či výpady. Každé vlákno s vlastní umělou inteligencí odhadovalo typ pohybu zvlášť a výsledky si „odsouhlasila“ vzájemná síť vláken, čímž se přesnost rozpoznání zvýšila ze 70 % na téměř 95 %.
Tato experimentální trička by do budoucna mohla upozornit i na nezvyklé fyziologické vzorce – například odhalit náhlou arytmii srdce, problémy s dechem či jiné potíže, které by mohly signalizovat počínající zdravotní problém.
Autoři projektu zdůrazňují, že podobné „nositelné“ počítače mohou v blízké budoucnosti změnit náš každodenní život. „Jsme velmi blízko době, kdy budeme moci psát aplikace pro textilie a začít skrze ně monitorovat své zdraví a dělat všechny věci, které telefon jednoduše nedokáže,“ vysvětluje profesor Yoel Fink z MIT.
Na rozdíl od chytrých hodinek nebo náramků, které snímají jen omezené množství dat z jedné části těla, může být chytré oblečení rozprostřeno po více částech těla a sbírat komplexnější údaje. Navíc je jeho nošení přirozené – člověk si nemusí nasazovat žádný přístroj, stačí se obléci.
Testy v Arktidě
Od laboratorního prototypu rychle míří inteligentní textilie do terénu. Od letošního února se američtí vojáci námořnictva účastní experimentu, v rámci kterého urazí během 30 dnů na lyžích 1000 kilometrů napříč Arktidou v tuhých mrazech kolem -40 °C.
Desítky účastníků této mise s krycím názvem Musk Ox II jsou vybaveny funkčními tričky ze síťované merino vlny, do nichž je zapleteno chytré vlákno z MIT. Tato spodní vrstva oblečení bude nepřetržitě sbírat a přenášet údaje o tělesné kondici a aktivitě každého člena výpravy v reálném čase. „Budeme nosit tato počítačová trička 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, abychom lépe porozuměli reakci těla na extrémní chlad a v konečném důsledku dokázali předvídat a předcházet zraněním,“ popsal velitel expedice major Matthew Hefner.
Data z oblečení mohou včas varovat před vyčerpáním, podchlazením či omrzlinami a umožní velitelům rychle reagovat na zdravotní rizika. Odborníci se shodují, že pokud se nová technologie osvědčí, může se postupně rozšířit i do civilního sektoru. „Představte si, že textilní vlákna s vestavěnými počítači v oblečení neustále vnímají okolní prostředí i váš fyzický stav, zvyšují komfort a výkon, poskytují průběžné zdravotní monitorování a chrání před vnějšími hrozbami,“ nastínil Karl Friedl z amerického armádního výzkumu, který nový programovatelný oděv označil za možný „převrat pro každodenní život“.
Prvními uživateli jsou sice vojáci, ale stejné principy mohou najít využití například v medicíně – chytré oblečení by mohlo hlídat pacienty v nemocnicích i doma, měřit jejich životní funkce po celý den a upozornit lékaře na nouzové stavy. Další uplatnění se nabízí ve sportu a fitness: atleti by díky „digitálnímu trenérovi“ v triku mohli detailně sledovat svůj výkon, držení těla a regeneraci. U záchranářů či hasičů by integrované senzory mohly dohlížet na bezpečnost – podobně jako už dnes speciální zásahové obleky dokážou hlásit velitelům polohu a stav hasičů v terénu.
Výzvy a omezení chytrých látek
Ačkoli možnosti chytré tkaniny vypadají slibně, čeká tuto technologii ještě řada výzev, než se stane běžnou součástí šatníku. Současný výroba je složitá a nákladná – například prototypy zásahových obleků smartPRO s elektronikou pro hasiče dosahují ceny dvaapůlkrát až třikrát vyšší než standardní výbava.
Masová produkce „počítačových vláken“ by však časem mohla ceny snížit. Důležitá bude také odolnost a praktičnost: vlákno z MIT sice vydrží praní a natahování, ale životnost takového elektronického oděvu v běžném provozu (desítky pracích cyklů, každodenní nošení) zatím není ověřena.
Otázkou je i napájení – vestavěná baterie ve vlákně má omezenou kapacitu, takže bude nutné oblečení dobíjet, podobně jako dnes dobíjíme chytré hodinky. Neméně podstatná jsou soukromí a bezpečnost dat. Chytré oblečení by generovalo citlivé informace o zdraví uživatele, které bude třeba dobře chránit před zneužitím.
Přesto odborníci hodnotí trend propojování elektroniky a textilu jako velmi perspektivní. Na trhu se již podle webu PC MAG objevily první komerční „chytré oděvy“ – například kanadský top Hexoskin, který sleduje tepovou a dechovou frekvenci, tempo pohybu a další údaje a zobrazuje je nositeli v mobilní aplikaci. Tyto produkty ale zatím spoléhají na oddělený modul s baterií a elektronikou připojenou k oblečení.
Naproti tomu vývoj z MIT naznačuje budoucnost, kde budou elektronické funkce plně integrovány do samotné látky. Pokud se podaří vyřešit zbývající technické překážky, mohly by se inteligentní textilie stát běžnou součástí oblečení – stejně nenápadnou jako dnešní funkční materiály – a poskytnout nám nepřetržitý dohled nad zdravím i vyšší bezpečnost v každodenním životě.
MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT: AI mezi sebou mluví vlastním jazykem: Hrozba pro lidstvo, nebo technologický skok?
