Laufen wir alle bald in intelligenten Socken durch die Gegend? Wenn es nach Forschern des MIT geht, so lautet die Antwort „ja!“. Tatsächlich haben Wissenschaftler der Bostoner Universität eine neue Art von Schuh entwickelt, die die Körperhaltung und Bewegungen des Trägers erkennen können. Die Textilien werden durch sogenanntes Thermoforming hergestellt, indem eine spezielle Art von Kunststoffgarn eingearbeitet und durch Hitze leicht geschmolzen wird.
Schuh und Matte erkennen Bewegungen mit 99 % Genauigkeit
Das gleiche Verfahren nutzten die Forscher, um neben ihrem „intelligentem“ Schuh auch eine Matte zur Erkennung der Bewegungen herzustellen. Außerdem haben sie ein Hardware- und Softwaresystem entwickelt, das die Daten der eingebauten Drucksensoren in Echtzeit misst und interpretiert. Das maschinelle Lernsystem errechnet so die Bewegungen und Yogastellungen einer Person, die auf der intelligenten Textilmatte steht, mit einer Genauigkeit von etwa 99 Prozent.
Wie Irmandy Wicaksono, Forschungsassistent im MIT Media Lab und Hauptautor der Publikation, in dem die Technik vorgestellt wird, berichtet, soll die Technik viele Anwendungen haben, insbesondere in der Gesundheitsfürsorge und Rehabilitation. So könnten etwa intelligente Schuhe hergestellt werden, die den Gang einer Person verfolgen, die nach einer Verletzung wieder laufen lernt, oder Socken, die den Druck auf den Fuß eines Diabetikers überwachen, um die Bildung von Geschwüren zu verhindern.
Digitale Stricktechnologie arbeitet smarte Drucksensoren ins Textil
Der Herstellungsprozess für den smarten Schuh, den die Entwickler 3DKnITS tauften, nutzt die Vorteile der digitalen Stricktechnologie, die eine schnelle Prototypenerstellung ermöglicht und leicht für eine groß angelegte Produktion skaliert werden kann.
„Mit digitalem Stricken hast du die Freiheit, deine eigenen Muster zu entwerfen und auch Sensoren in die Struktur selbst zu integrieren, damit sie nahtlos und bequem wird, und du kannst sie basierend auf deiner Körperform entwickeln“, so Wicaksono. Diese Freiheit nutzte der Entwickler, um das Textil aus zwei Lagen leitfähiger Garne zu entwerfen, die sich um ein piezoresistives Gestrick legen, das seinen Widerstand ändert, wenn es zusammengedrückt wird. Nach einem Muster näht die Maschine dieses Funktionsgarn in horizontalen und vertikalen Reihen über das gesamte Textil. Dort, wo sich die Funktionsfasern kreuzen, bilden sie einen Drucksensor.
Studienautor Joseph A. Paradiso ergänzt hierzu: „Einige der ersten Pionierarbeiten zu intelligenten Textilien wurden in den späten 90er Jahren im Media Lab geleistet. Seitdem haben sich die Materialien, die eingebettete Elektronik und die Herstellungsmaschinen enorm weiterentwickelt“, so Paradiso. „Es ist eine großartige Zeit, um zu sehen, dass unsere Forschung in diesen Bereich zurückkehrt, zum Beispiel durch Projekte wie das von Irmandy – sie weisen auf eine aufregende Zukunft hin, in der Sensorik und Funktionen fließender in die Materialien eindringen und enorme Möglichkeiten eröffnen.“
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