I-Wear lernt laufen – Aktueller Forschungsbedarf

I-Wear, Smart Clothes, Wearable Electronics. Viele Begriffe für dieselbe Vision: Bekleidung soll den Menschen dank ihrer intelligenten Eigenschaften in absehbarer Zeit bei den verschiedensten Aktivitäten und in möglichst vielen Lebensbereichen als unbemerkt arbeitender Partner aktiv unterstützten.

Eines der größten Probleme, das die Wissenschaftler gegenwärtig noch lösen müssen, ist die optimale Integration der intelligenten Bausteine in die Bekleidung. Um vom Verbraucher angenommen zu werden, muss nämlich nicht nur der Preis der Produkte stimmen, sondern vor allem auch ihr Aussehen und der Tragekomfort. Optimal konstruierte I-Wear bietet durch die eingebaute Elektronik auf Schritt und Tritt eine Vielzahl von zusätzlichen Funktionen, ist dabei aber äußerlich völlig unauffällig und genauso bequem zu tragen und zu pflegen wie herkömmliche Kleidung.

Welche Anforderungen marktreife Produkte darüber hinaus erfüllen müssen und wie vielfältig die Anwendungsmöglichkeiten für intelligente Bekleidungssysteme sind, verdeutlicht der Medizinbereich am besten.

Die Diagnose, Therapie und Betreuung von Patienten ist momentan das wichtigste Segment für den praktischen Einsatz von I-Wear. Entsprechend ausgerüstete Kleidungsstücke könnten in der Intensiv-Medizin oder bei der Betreuung von Reha-Patienten beispielsweise rund um die Uhr relevante Körperdaten überwachen und bei Fehlfunktionen Alarm schlagen. Auch das Leben von Diabetes-Patienten wäre um einiges unbeschwerter, wenn Textilien mit integrierten Mikrospritzen sie bei Unterzucker nicht nur warnen, sondern ihnen auch gleich die benötigte Insulin-Dosis verabreichen könnten.

Intelligent ist die Kleidung der Zukunft in dreifacher Hinsicht: Mit Hilfe von Sensoren kann sie bestimmte Daten wie Körperfunktionen (EKG, Blutdruck, Pulsfrequenz, Atmung, Temperatur etc.) oder Umwelteinflüsse (z. B. Luftdruck, Feuchtigkeit, Ozon) erfassen. Eingebaute Prozessoren speichern diese Informationen und verarbeiten sie mittels geeigneter Software weiter. Aktuatoren schlagen schließlich auf der Grundlage der vom Rechner interpretierten Daten kontrollierte Aktionen vor bzw. führen sie unmittelbar aus.

Zusätzlich zu diesen drei Kernbestandteilen erlaubt eine Reihe von Benutzerschnittstellen wie Tastaturen, Displays, Datenbrillen, Mikrofone oder Lautsprecher dem Träger von Wearable Electronics, aktiv mit seiner Umwelt zu kommunizieren.

Wichtigste, weil unentbehrliche Komponente von I-Wear, ist allerdings die Energieversorgung der elektronischen Bauteile. Forschung ist hier sowohl bei der Energiegewinnung (z. B. durch flexible Solarzellen oder aus der Körperwärme bzw. Bewegungsenergie des Trägers) als auch bei der Energieeinsparung und Energiespeicherung notwendig. Die sperrigen Akkus unserer Tage sind für ergonomisch geschnittene Kleidung untauglich.

Modellstudien für Textil basierte Tastaturen oder Displays wurden bereits von einigen Herstellern präsentiert. In Zukunft wird es darum gehen, diese zu optimieren und vor allem innovative Lösungen für die Verbindung der elektronischen Bauteile untereinander zu finden. Leitfähige Textilfasern wären aus Produktionsgründen ideal, Polymere oder Glasfasern sind aber ebenfalls mögliche Alternativen.

Auch Stoff integrierte Sensoren sind zwar prinzipiell schon realisierbar, doch im Augenblick noch nicht produktreif. Ebenfalls weiter geforscht werden muss, um ausreichend kleine und unauffällig integrierbare Prozessorhardware und geeignete Mikro-Aktuatoren herstellen zu können.

Voraussetzung dafür, dass intelligente Bekleidungssysteme sinnvoll funktionieren, ist zu
guter letzt jedoch das reibungslose Ineinandergreifen der beteiligten Schnittstellen. Eine problemlose Ortung via GPS muss ebenso gewährleistet sein, wie die Datenübertragung per Mobilfunknetz sowie die Anbindung an erforderliche lokale Netzwerke und die persönlich genutzten Geräte in unmittelbarer Nähe.

Damit Wearable Electronics sich längerfristig erfolgreich im Markt etablieren können, müssen nicht nur zahlreiche technischen Detailfragen gelöst werden, sondern auch schnellstmöglich Pionier-Anwendungen gefunden werden, die bei den Textil- und Bekleidungsherstellern die nötige Initialzündung auslösen, um bewusst auf die neuen Technologien zu setzen. Dazu sind sowohl neuartige Produktionsstrukturen und unkonventionelle Entwicklungsallianzen als auch völlig neue Vermarktungsstrategien notwendig. Als vielseitiger Serviceanbieter könnten die Hohensteiner Institute potentiellen Kooperationspartnern zukünftig nicht nur in Forschung und Prüfung, sondern grundsätzlich auch als Marketing-Dienstleister zur Seite stehen.

Nähere Informationen zum Thema I-Wear erhalten Sie bei Bernhard Schroth, Leiter der Stabsstelle Innovationsstrategien, Tel. 07143 271-506, E-Mail b.schroth@hohenstein.de.