مزایای لباس‌های هوشمند؛ از جوراب تا یونیفرم نظامی
لباس‌های هوشمند به طور کلی، بر استفاده از حسگر‌هایی مبتنی هستند که می‌توانند تقریبا همه موارد مورد نیاز مانند فشار، کشش، دما، رطوبت و حتی مواد مختلف موجود در خون مانند گلوکز را اندازه‌گیری کنند.
لباس‌های هوشمند، یک شکل کاربردی از فناوری را به نمایش می‌گذارند که می‌تواند جنبه‌های گوناگون زندگی کاربران را متحول کند.
انسان از آغاز زندگی، از لباس‌ها و لوازم جانبی برای حفظ سلامتی و دفاع از خود در برابر عوامل و خطرات استفاده کرده است. پژوهشگران دانشگاه "ام. آی. تی" (MIT) از اواسط دهه ۱۹۹۰، بررسی امکان ترکیب ریزپردازنده‌ها در منسوجات را آغاز کردند.
این کار به مواد رسانا، کوچک‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی و توسعه ارتباطات بی‌سیم نیاز داشت تا به لباس‌ها کمک کند که با رایانه‌های شخصی و تلفن‌های همراه ارتباط داشته باشند.
لباس‌های هوشمند در ابتدا برای استفاده در محیط‌های بالینی طراحی شده بودند، اما به لطف کوچک‌سازی، اخیرا استفاده از آن‌ها در میان عموم مردم به عنوان ابزاری برای حفظ سلامت و تندرستی گسترش یافته است.
براساس گزارش "سازمان جهانی بهداشت" (WHO)، "سلامت همراه" (mHealth) به زودی در دسترس ۹۰ درصد از جمعیت جهان قرار خواهد گرفت. سلامت همراه، به کاربرد تلفن همراه یا دستگاه‌های دیجیتال قابل حمل در خدمات بهداشتی و درمانی گفته می‌شود که هدف آن بهبود سطح سلامت مردم است. در حال حاضر، بیش از ۱۰۰ هزار برنامه کاربردی پزشکی وجود دارد که می‌توان از آن‌ها در رایانه یا تلفن همراه استفاده کرد.
در حال حاضر، بیش از ۱۰۰ هزار برنامه کاربردی پزشکی وجود دارد که می‌توان از آن‌ها در رایانه یا تلفن همراه استفاده کرد.
از میان این برنامه‌ها، ۳۰ درصد برای استفاده بیماران و متخصصان بهداشت و ۷۰ درصد برای استفاده عموم مردم است. تخمین زده می‌شود که ظرف چند سال آینده، ۶۵ درصد از برنامه‌های سلامت همراه برای نظارت بر بیماری‌های مزمن مورد استفاده قرار بگیرند.
در هر حال، این آمار در مقایسه با مزایای غیر مستقیم این فناوری ناچیز به شمار می‌رود. گزارشی که در مورد این فناوری‌ها انجام شده است، نشان می‌دهد که استفاده از داده‌های برنامه‌های کاربردی تلفن همراه می‌تواند میزان تقلب را کاهش دهد و امکان صرفه‌جویی در هزینه‌ها را فراهم کند.
لباس‌های هوشمند به طور کلی، بر استفاده از حسگر‌هایی مبتنی هستند که می‌توانند تقریبا همه موارد مورد نیاز مانند فشار، کشش، دما، رطوبت و حتی مواد مختلف موجود در خون مانند گلوکز را اندازه‌گیری کنند. بعلاوه، حسگرها آن قدر کوچک هستند که می‌توان آن‌ها را روی دندان یا لنز نصب کرد.
از زمان ابداع نخستین حسگر‌های مبتنی بر پارچه و لباس‌های هوشمند، یکی از اهداف اساسی، به دست آوردن سیگنال الکتروکاردیوگرافی خوب بوده است. ذخیره این سیگنال در تلفن‌های همراه، به دلیل فضای مورد نیاز و دشواری تعامل با سیستم عامل‌های گوناگون دشوار است.
بیشتر پروژه‌ها به ردیابی ضربان قلب و استفاده از فناوری‌هایی با استاندارد‌های کاملا تعریف شده محدود شده‌اند که مشکلات مربوط به قابلیت همکاری و هزینه را حل کرده‌اند.
با وجود این، سیگنال الکتروکاردیوگرافی، پرمصرف‌ترین سیگنال باقی می‌ماند، زیرا کیفیت آن برای اندازه‌گیری ضربان قلب، به اندازه کافی قابل اعتماد است و دستگاه‌های مورد استفاده برای اندازه‌گیری آن ارزان و بادوام هستند. حتی زمانی که چندین بار از این دستگاه‌ها استفاده شود، می‌توانند تا یک سال بدون تعویض باتری دوام بیاورند. این فناوری در بسیاری از لباس‌های هوشمند فقط برای ردیابی ضربان قلب استفاده می‌شود.
علاوه بر دستگاه‌هایی که قادر به دریافت سیگنال‌های الکتروکاردیوگرافی هستند، فناوری‌های دیگری نیز توسعه یافته‌اند که بر تشخیص تغییرات در حجم خون مبتنی هستند.
از این روش در دستبند و ساعت هوشمند برای ردیابی ضربان قلب استفاده می‌شود. شرکت‌هایی مانند اپل، گوگل و سامسونگ نیز ساعت‌های هوشمند خود را با استفده از این روش ابداع کرده‌اند. اگرچه کارآفرینی قابل توجهی در این زمینه وجود دارد، اما هزینه این دستگاه‌ها همچنان بالا است و باتری آن‌ها باید شارژ شود.
بسیاری از آزمایش‌ها با استفاده از لباس‌های هوشمند، به نظارت بر سلامت کلی و سلامت قلب و عروق به طور ویژه پرداخته‌اند.
در ۱۰ سال گذشته، پروژه‌های مهمی آغاز شده‌اند تا راه‌حل‌هایی را برای مراقبت از بیماران و بهبود سبک زندگی آن‌ها ارائه دهند و دستیابی سریع به مراقبت موثر را آسان کنند. پژوهشگران در این پروژه‌ها، منسوجات و لباس‌های دارای حسگر را برای تشخیص تنفس، ضربان قلب، تحلیل الکتروکاردیوگرافی، شتاب و حرکت طراحی کردند.
همچنین، آن‌ها دستگاه‌هایی را برای نظارت بر چاقی و افسردگی، جلوگیری از سکته، فراهم کردن آرامش و پیشگیری از استرس در دسترس قرار دادند. این پروژه‌ها به ویژه به مشکلات بیماران مبتلا به نارسایی قلبی و توانبخشی بیماران مبتلا به بیماری ایسکمیک قلب پرداختند.
با توجه به حجم عظیم منابع مراقبت‌های بهداشتی مورد نیاز برای کمک به افراد مبتلا به این بیماری‌ها، یکی از اهداف اصلی این پروژه‌ها به دست آوردن اطلاعات کافی در مورد زندگی روزمره بیماران برای پیش‌بینی حادثه پیش از وقوع، ارائه درمان به موقع و جلوگیری از بستری شدن در بیمارستان است.
با توجه به حجم عظیم منابع مراقبت‌های بهداشتی مورد نیاز برای کمک به افراد مبتلا به این بیماری‌ها، یکی از اهداف اصلی این پروژه‌ها به دست آوردن اطلاعات کافی در مورد زندگی روزمره بیماران برای پیش‌بینی حادثه پیش از وقوع، ارائه درمان به موقع و جلوگیری از بستری شدن در بیمارستان است.
در حال حاضر، لباس‌های هوشمندی در دسترس هستند که می‌توانند ضربان قلب و تغییرات آن را تجزیه و تحلیل کنند. این لباس‌ها می‌توانند تغییرات ضربان قلب را ردیابی کنند و آریتمی قلبی تشخیص دهند. این پیشرفت در حال حاضر، یک دستاورد بزرگ به شمار می‌رود.
بیماران در آینده نزدیک، یک تغییر بنیادین را در پیشگیری، تشخیص و درمان بیماری تجربه خواهند کرد. به سادگی می‌توان تصور کرد که اطلاعات مورد نیاز چگونه به واسطه تجهیزات الکترونیکی ارائه می‌شوند و مدیریت آن‌ها چگونه به واسطه هوش مصنوعی صورت می‌گیرد.
نظارت بر سلامتی با کمک لباس‌های هوشمند
لباس‌هایی که حسگر‌های هوشمند را در بر دارند، راهی بسیار مناسب برای نظارت بر سلامتی بیماران و ارائه جریان مداوم داده‌ها به پزشکان به شمار می‌روند. با وجود لباس‌های هوشمند، بیماران دیگر مجبور نیستند که به طور مکرر به مراکز درمانی مراجعه کنند و در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود.
صد‌ها پژوهشگر در حال حاضر از لباس‌های هوشمند برای کاهش دفعات مراجعه بیماران به مراکز درمانی استفاده می‌کنند.
کاربران به سادگی، لباس‌های هوشمند قابل شستشو را می‌پوشند که دستگاه الکتروکاردیوگراف داخلی و حسگر‌های تنفسی را در بر دارند. از آنجا که این لباس‌های هوشمند در آزمایش‌ها غیرتهاجمی عمل می‌کنند، توجه افراد بسیاری را به خود جلب کرده‌اند، اما پژوهشگران سعی دارند انواع دقیق‌تر و غنی‌تری از این لباس‌ها ابداع کنند که داده‌های مورد نیاز را در لحظه ارائه می‌دهند.
پژوهشگران سراسر جهان در حال بررسی این موضوع هستند که لباس‌های هوشمند حامل حسگر‌های پزشکی چگونه می‌توانند سیستم چند صد ساله جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز برای تشخیص و مدیریت یک بیماری را متحول کنند.
لباس‌های هوشمند، یک پیشرفت قابل توجه برای افرادی به شمار می‌روند که به بیماری‌های مزمن مبتلا هستند و به نظارت دائمی نیاز دارند. پیشرفتهای اخیر نشان می‌دهند که بیماری‌های مزمن کنونی، به زودی با کمک لباس‌های هوشمند، قابل کنترل‌تر خواهند بود. بازار قابل توجهی برای منسوجات هوشمند وجود دارد و نوآوری‌های جدید در این زمینه همچنان در حال رشد هستند.
پیشرفتهای اخیر نشان می‌دهند که بیماری‌های مزمن کنونی، به زودی با کمک لباس‌های هوشمند، قابل کنترل‌تر خواهند بود.
پیراهن هوشمندی را تصور کنید که بدون نیاز به لوازم جانبی دیجیتال یا حسگر متصل به بدن می‌تواند به اندازه یک دستگاه پوشیدنی، اطلاعات جمع آوری کند و این کار را با دقت بهتری انجام دهد.
اگرچه دستگاه‌های پوشیدنی، محدودیت‌های نظارت بر سلامت را پشت سر گذاشته‌اند، اما هنوز با محدودیت‌هایی مواجه هستند. به عنوان نمونه، بسیاری از افراد ممکن است از این دستگاه‌ها خسته شوند و آن‌ها را پس از استفاده کوتاه‌مدت رها کنند.
بیشتر اوقات، این دستگاه‌ها در کشو‌ها قرار می‌گیرند. نظر کارشناسان این است که لباس‌های هوشمند می‌توانند مزایای خاصی نسبت به پوشیدنی‌های کنونی داشته باشند. لباس‌های هوشمند بدون شک راحت‌تر و بادوام‌تر خواهند بود. همچنین، قابل شستشو هستند و بیشتر می‌توان به آن‌ها اطمینان کرد.
به نظر می‌رسد پوشیدنی‌هایی که اکنون می‌شناسیم، به زودی با لباس‌های هوشمند به چالش کشیده شوند. تولید لباس‌های هوشمند، یک تلاش چندرشته‌ای است و به اطلاعات رشته‌های گوناگونی از جمله طراحی پارچه و همچنین جنبه‌های گوناگون فناوری دیجیتال نیاز دارد.
به لطف تخصص رو به رشد در زمینه حسگر‌های پارچه‌ای و مواد بیومتریک نساجی، لباس‌های هوشمند ممکن است به زودی مانند تلفن‌های همراه هوشمند کنونی، در همه جا حاضر باشند.
یک استارتاپ موسوم به "هکسوسکین" (Hexoskin)، نوعی لباس هوشمند ابداع کرده‌اند که می‌تواند داده‌های مورد نیاز از جمله داده‌های مربوط به ضربان قلب، الگوی خواب و افزایش سن را در کاربر خود ردیابی کند. "پیر الکساندر فورنیه" (Pierre-Alexandre Fournier)، مدیر عامل و از بنیان‌گذاران این استارتاپ گفت: پیشرفت لباس‌های هوشمند در حوزه پزشکی، به بهبود عملکرد آن‌ها در نظارت بر بیماران و داده‌هایی که ارائه می‌دهند، بستگی دارد.
"پیر الکساندر فورنیه" (Pierre-Alexandre Fournier)، مدیر عامل و از بنیان‌گذاران این استارتاپ گفت: پیشرفت لباس‌های هوشمند در حوزه پزشکی، به بهبود عملکرد آن‌ها در نظارت بر بیماران و داده‌هایی که ارائه می‌دهند، بستگی دارد.
"آلان آنتین" (Alan Antin)، از پژوهشگران این پروژه گفت: در سال‌های اخیر، تمایل به استفاده از لباس‌های هوشمند در میان مردم افزایش یافته است. این پوشیدنی‌های هوشمند به ویژه می‌توانند میزان پذیرش را در میان کاربران بی‌میل افزایش دهند.
داده‌های جمع‌آوری‌شده با حسگرها، در یک دستگاه کوچک مستطیل شکل ذخیره می‌شوند که در جیب‌های زیپ‌دار لباس قرار می‌گیرد. پژوهشگران و پزشکان می‌توانند این داده‌ها را از راه دور با استفاده از پلتفرم‌های مخصوص تحت نظارت و تجزیه و تحلیل قرار دهند و بیماران فقط باید برای دریافت دوز داروی خود به مراکز درمانی مراجعه کنند.
هکسوسکین، یک پروژه پنج ساله را برای جمع‌آوری داده‌های بیولوژیکی و حیاتی از طریق لباس هوشمند و نظارت بر سلامت کاربران راه‌اندازی کرده است. فورنیه گفت: این پروژه، بزرگترین پایگاه داده مربوط به قلب، ریه و فعالیت‌های بلندمدت را ایجاد می‌کند.
پژوهشگران "دانشگاه دالیان" (Dalian University) چین، روی نوعی پیراهن کار می‌کنند که می‌تواند فعالیت غیرطبیعی قلب را تشخیص دهد. این پیراهن می‌تواند عملکرد یک دستگاه نوار قلب را داشته باشد. این نوآوری، بستری را برای نظارت بر وضعیت قلبی-عروقی با دقت بالا فراهم می‌کند. استفاده از این سیستم آسان است و داده‌هایی که جمع‌آوری می‌شوند، می‌توانند اطلاعات معناداری را ارائه دهند که پیشتر فقط در بیمارستان قابل دسترسی بودند.
لباس‌های هوشمند شرکت "آتوس" (Athos)، لباس‌های مخصوص ورزش هستند که میکروحسگر‌هایی برای ردیابی حرکت عضلات، ضربان قلب و تنفس در آن‌ها تعبیه شده‌اند. قابلیت‌های این لباس‌های هوشمند می‌توانند از آسیب دیدن کاربران هنگام ورزش کردن جلوگیری کنند.
جوراب هوشمندی که دیابت را تشخیص می‌دهد!
صنعت پوشاک هوشمند، هدف قرار دادن بیماری‌های ویژه‌ای را آغاز کرده است. یکی از این بیماری‌ها دیابت است که عوارض ناشی از آن، یک مشکل مهم به شمار می‌رود. از دست دادن تحرک و استقلال که برخی از مبتلایان به دیابت با آن مواجه هستند و همچنین، هزینه‌های مرتبط با مراقبت‌های بهداشتی، نگران‌کننده است.
استارتاپی موسوم به "سیرن کر" (Siren Care)، نوعی جوراب هوشمند ابداع کرده است که می‌تواند زخم ناشی از دیابت را تشخیص دهد و از قطع عضو در افراد مبتلا به این بیماری جلوگیری کند. تشخیص به موقع در این روند، حیاتی است. از آنجا که التهاب زخم با افزایش دما همراه است، بررسی دمای پوست پا می‌تواند به شناسایی بسیاری از زخم‌های ناشی از دیابت کمک کند.
"سیرن کر" با توجه به این داده‌ها، جورابی را ابداع کرده است که می‌تواند دمای پا را در لحظه و در شش ناحیه متفاوت پا اندازه‌گیری کند. این نواحی به طور ویژه انتخاب می‌شوند، زیرا شایع‌ترین نواحی مستعد آسیب در افراد مبتلا به دیابت هستند.
سیرن کر با توجه به این داده‌ها، جورابی را ابداع کرده است که می‌تواند دمای پا را در لحظه و در شش ناحیه متفاوت پا اندازه‌گیری کند. این نواحی به طور ویژه انتخاب می‌شوند، زیرا شایع‌ترین نواحی مستعد آسیب در افراد مبتلا به دیابت هستند.
نکته قابل توجه در مورد محصول "سیرن کر" این است که حسگر در پارچه جوراب تعبیه شده است و تا زمانی که کاربر جوراب را به پا دارد، نیازی نیست که چیزی به بدن او متصل شود.
تمام داده‌های جوراب‌ها با استفاده از بلوتوث به اپلیکیشن "سیرن" ارسال می‌شوند؛ بنابراین کاربر می‌تواند وضعیت پا‌های خود را در لحظه کنترل کند. این برنامه نمراتی را برای سلامتی پا در نظر می‌گیرد و در صورت لزوم به کاربر هشدار می‌دهد تا به اصلاح فعالیت خود بپردازد یا به یک متخصص مراجعه کند. کاربران با مجهز شدن به این فناوری جدید می‌توانند فعالیت خود را با نظارت بر دمای پوست تغییر دهند.
"اورپیکس مدیکال تکنولوژیز" (Orpyx Medical Technologies)، شرکت دیگری است که روی فناوری‌هایی برای پیشگیری از بروز زخم ناشی از دیابت در پا کار می‌کند. این شرکت نوعی کفی طراحی کرده است که می‌تواند داده‌ها را از پا بگیرد و آن‌ها را به صورت بی‌سیم به یک ساعت هوشمند منتقل کند. بدین ترتیب، کاربر می‌تواند در مورد افزایش فشار آگاه شود و به اصلاح فعالیت خود بپردازد.
شرکت آمریکایی "سنسوریا" (Sensoria)، نوعی جوراب هوشمند ارائه داده است که می‌تواند داده‌های مربوط به دویدن کاربر خود را ردیابی کند. حسگر‌های پارچه‌ای پیشرفتهای که در این جوراب هوشمند تعبیه شده‌اند، می‌توانند گام‌ها، سرعت، مسافت طی شده، ارتفاع و حتی نحوه فرود آمدن پای کاربر را هنگام راه رفتن یا دویدن ثبت کنند.
جوراب‌های هوشمند فقط برای ورزشکاران نیستند. جوراب‌های شرکت "سیرن" با در نظر گرفتن ایمنی همه کاربران به ویژه افراد مبتلا به دیابت ساخته شده‌اند. این جوراب‌ها که برای کمک کردن به جلوگیری از آسیب پا در افراد مبتلا به دیابت طراحی شده‌اند، به میکروحسگر‌هایی مجهز هستند که در پارچه جوراب بافته می‌شوند تا تغییرات دما را که نشانه‌ای از بروز التهاب است، تشخیص دهند.
از آنجا که برخی از افراد مبتلا به دیابت ممکن است از بی حسی در پا‌های خود رنج ببرند، شاید متوجه این التهاب نشوند و در معرض خطر ابتلا به زخم پا قرار بگیرند. این جوراب‌ها از طریق زنگ هشدار یا فرستادن پیام متنی به تلفن همراه هوشمند، کاربران را از التهاب احتمالی آگاه می‌کند.
لباس‌های هوشمندی که از مرگ نوزادان پیشگیری می‌کنند!
با توجه به این که "سندروم مرگ ناگهانی نوزاد" (SIDS) سالانه در مورد نوزادان بسیاری رخ می‌دهد، عجیب نیست که برخی از سازندگان لباس‌های هوشمند بر طراحی لباس‌هایی برای ایمن نگه داشتن نوزادان هنگام خواب تمرکز دارند.
شرکت "اوولت" (Owlet)، نوعی جوراب هوشمند برای نوزادان طراحی کرده است که می‌تواند به بررسی وضعیت نوزادان هنگام خواب بپردازد. شرکت "نئوپندا" (Neopenda) نیز نوعی کلاه طراحی کرده است که می‌تواند به شناسایی بی‌نظمی‌های مزمن خواب و بیماری‌هایی مانند ذات‌الریه، اختلالات مزمن ریوی، برونشیت و نقایص قلبی کمک کند.
این لباس‌های هوشمند مخصوص نوزاد، علائم حیاتی مانند تنفس، ضربان قلب و حتی اشباع اکسیژن را کنترل می‌کنند. اگر هر یک از این موارد به سطوح خطرناک برسند، بلافاصله هشداری به تلفن همراه هوشمند والدین فرستاده می‌شود.
لباس‌های هوشمند در عملیات نظامی
عملیات نظامی، عرصه‌ای پرکاربرد و چالش‌برانگیز برای لباس‌های هوشمند به شمار می‌رود. لباس‌های هوشمند می‌توانند به حفظ سلامتی و ایمنی کاربران خود هنگام عملیات نظامی که معمولا در محیطی خشن و ناملایم انجام می‌شوند، کمک کنند.
• تبدیل لباس به بخاری قابل حمل!
بخاری‌های چاپ سه‌بعدی که در دستکش، شلوار، ژاکت، کلاه ایمنی و چکمه تعبیه می‌شوند، می‌توانند کاربران خود را در هوای سرد و ناملایم، گرم نگه دارند. در این بخاری‌های چاپ سه‌بعدی، از جوهر‌های رسانا متشکل از نقره و کربن استفاده می‌شود و گرما تقریبا به هر نوع پارچه‌ای منتقل می‌گردد.
شرکت آمریکایی "بی‌تی‌آی" (BTI)، نوعی بخاری چاپ سه‌بعدی برای قرار دادن در لباس‌های نظامی طراحی کرده است که برخلاف فناوری‌های گرمایشی قدیمی، سیم‌های پیچیده و ناراحت‌کننده ندارند و محدودیتی برای کاربر خود ایجاد نمی‌کنند. نظامیان با کمک این فناوری می‌توانند سرما را راحت‌تر تحمل کنند و عملیات خود را بدون دشواری انجام دهند.
• یونیفرم هوشمند
حسگرها و تجهیزات الکترونیکی که به یونیفرم‌های نظامی دوخته می‌شوند، می‌توانند آن‌ها را به لباس‌های مناسبی برای موقعیت‌های حساس تبدیل کنند. با پیشرفت هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی انتظار می‌رود که قابلیت‌های این حسگرها نیز افزایش یابند و پیشرفتهای قابل توجهی را در حوزه نظامی ایجاد کنند.
شرکت بی‌تی‌آی در این زمینه نیز گامی برداشته و لباس‌های نظامی را به حسگر‌های بیومتریک مجهز کرده است. این حسگرها که در بافت لباس قرار می‌گیرد، قابلیت کشش‌پذیری همراه با لباس را دارند و محدودیتی برای حرکت کردن کاربر خود ایجاد نمی‌کنند.
این حسگرها را می‌توان هم در لباس و هم در کلاه سربازان تعبیه کرد تا اطلاعات حیاتی مربوط به سلامتی آن‌ها از جمله ضربان قلب و تنفس را از راه دور ردیابی کنند. اطلاعات جمع‌آوری‌شده با این حسگرها، از طریق بلوتوث به دستگاه هوشمند مورد نظر منتقل می‌شوند تا سلامتی کاربران به صورت مداوم مورد بررسی قرار بگیرد.
با توجه به پیشرفت حسگرها، تجهیزات الکترونیکی و فناوری‌های مرتبط با آن‌ها پیش‌بینی می‌شود که کاربرد لباس‌های هوشمند تنها به چند حوزه محدود نشود و در زمینه‌های گوناگونی به کاربران کمک کند.
