Ho scordato lo smartphone? Ah no, l’ho indossato

smart-watch

Sarà capitato anche a voi. Scendo per andare a correre. Indosso la fascia toracica per inviare i segnali del battito cardiaco all’orologio. Mentre corro ricevo informazioni sull’intensità di allenamento raggiunto e le calorie bruciate fino a quel punto. È una possibilità che oggi la tecnologia ci offre senza difficoltà. Il passo successivo è quello d’indossare una maglietta nelle cui fibre è nascosto il cardiofrequenzimetro. L’innovazione raggiunge anche le fibre tessili, che diventano e-textile o e-fiber, ovvero fibre elettroniche per creare tessuti smart, gli smart fabrics.

Un componente elettronico incapsulato in una fibra tessile.
Un componente elettronico incapsulato in una fibra tessile.

Gli smart fabrics sono tessuti che integrano componenti elettronici e che mantengono le caratteristiche tipiche della stoffa in termini di flessibilità, traspirabilità, lavabilità e indossabilità. La realizzazione di smart fabrics può avvenire in due modi: inglobando l’elettronica tradizionale nel tessuto dell’abbigliamento (creando un ibrido) oppure realizzando l’elettronica direttamente nella fibra del tessuto. Questa seconda possibilità è la più interessante, ma anche quella attualmente meno sviluppata.

Su questi temi si è fatto il punto alla conferenza Smart Fabrics e Wearable Devices tenutasi a fine aprile a San Francisco, a cui ho potuto partecipare come osservatore. Vi hanno contribuito aziende di primo piano come Intel, IBM, Reebok e Adidas, alcune start-up e gruppi di ricerca universitaria.

Gli smart fabrics trovano applicazione in un campo più ampio di quello wearable (dispositivi che possiamo portare indosso, come i braccialetti, gli orologi, le cinture, i gioielli, gli occhiali…) e dell’abbigliamento, potendo essere anche impiegati nell’arredamento e nell’ambiente, per esempio per realizzare lenzuoli con sensori di pressione antidecubito in ambito ospedaliero. I settori applicativi degli smart fabrics sono quelli dello sport e wellness, della salute (digital health) e assistenza e della moda e abbigliamento.

I problemi principali che ostacolano la diffusione di questi tessuti sono legati alla difficoltà di renderli lavabili alla stregua di quelli non smart, specie quando per lavare intendiamo usare la lavatrice, e la mancanza di soluzioni snelle e integrate di alimentazione elettrica della parte funzionale, che per ora costringe a usare batterie tradizionali non flessibili, ingombranti e pesanti. Per quest’ultimo problema nel futuro la soluzione potrebbe venire dall’energy harvesting, un insieme di promettenti tecniche di conversione di calore, vibrazioni, movimento, luce, radiazioni elettromagnetiche in energia elettrica.

Il professor Tilak Dias dell’Advanced Textile Research Group della Nottingham Trent University è da tempo attivo nella ricerca sugli smart fabrics, e prevede (a mio parere con parecchio ottimismo) che nel 2019 si potranno realizzare computer indossabili, creati attraverso fibre tessili computerizzate, e quindi invece di metterci lo smartphone in tasca, potremo magari indossarlo come una maglietta.

 

Roadmap delle fibre elettroniche del gruppo di ricerca su fibre avanzate di Nottingham Trent University.
Roadmap delle fibre elettroniche del gruppo di ricerca su fibre avanzate di Nottingham Trent University.

Intel ha iniziato ha supportare l’applicazione dell’elettronica ai vestiti e nei tessuti con la realizzazione della scheda Intel Edison, un piccolo computer general purpose per il mondo dei wearable e dell’IoT (Internet of Things) dotato di connettività BT Low Energy e WiFi. Con Edison è stata realizzata ad esempio la tutina per neonati Mimo Baby che monitora il ritmo respiratorio e manda un segnale di allarme in caso di anomalie. Secondo Holmes di Intel il futuro degli smart fabrics sarà determinato dall’alleanza tra il mondo del design e quello della tecnologia. Per favorire questo connubio Intel ha realizzato la scheda Intel Galileo che è compatibile con Arduino. Per Intel “Smart Everything is the next frontier in technology”.

Per completare funzionalmente i dispositivi indossabili o i tessuti smart è necessario trasmettere i dati da loro prodotti ai dispositivi personali connessi (es. smartphone) o al modem di casa. L’eventuale complessità di archiviazione, gestione, elaborazione, protezione, sicurezza e accessibilità di questi dati può essere affrontata facendo leva sul cloud.

Vediamo ora alcuni prodotti iconici presentati alla conferenza. Partiamo da Heapsylon una start-up americana fondata da tre italiani, che hanno come slogan “make the garment the next personal computer”. Heapsylon ha creato Sensoria, una calza intelligente in cui l’e-fiber tessuto sulla pianta delle calze misura la pressione esercitata dal piede durante il movimento ricavandone l’andatura della camminata. Le informazioni sono inviate ad una cavigliera smart, che integra altri sensori (temperatura, accelerometri) e un modulo Bluetooth e che si può fissare alla calza con un meccanismo di aggancio magnetico. Sensoria scambia dati con lo smartphone e attraverso questo si connette al Cloud di Heapsylon per la parte di elaborazione dei dati più complessa.

La calza e la cavigliera elettronica di Heapsylon.
La calza e la cavigliera elettronica di Heapsylon.

Reebok in partnership con MC10 ha realizzato una cuffia in tessuto, chiamata Checklight, da portare sotto il casco sportivo, che misura la forza di impatto di un urto subito da un atleta durante la pratica dello sport (per es. rugbisti). Checklight comunica la severità dell’impatto attraverso alcuni LED, in una scala che comprende il verde, il giallo e il rosso di severità crescente, con lo scopo di coadiuvare l’identificazione rapida di un trauma cranico. Il sensore è integrato nella cuffia grazie alla tecnologia di MC10, un’azienda americana che ha brevettato un sistema per rendere flessibile e allungabile l’elettronica al silicio, in modo tale da poterla utilizzare su materiali elastici come i tessuti: la tecnica si basa sulla produzione di piste conduttive che hanno una forma particolare a serpentina (detta bustrofedica) che consente un allungamento fino al 200%.

checklight
La cuffia Checklight di Reebok e il dispositivo di rilevazione della forza d’impatto realizzato con MC10.

BioMan è invece una maglietta sportiva dotata di sensori integrati nel tessuto per tracciare parametri vitali come il ritmo cardiaco e respiratorio e la temperature corporea, che possono essere letti via Bluetooth da uno smartphone. E’ stata creata da AiQ, azienda taiwanese che produce abbigliamento smart per lo sport, il fitness e la salute usando tessuti che integrano fibre conduttive in acciaio inossidabile.

La maglietta con sensori integrati di parametri biofisici BioMan di AiQ.
La maglietta con sensori integrati di parametri biofisici BioMan di AiQ.