پوشاک هوشمند زندگی جدید

پوشاک هوشمند زندگی جدید – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

پوشاک هوشمند زندگی جدید

چکیده

پس از منسوجات فنی و منسوجات کاربردی، منسوجات هوشمند در طی سالیان اخیر پا به عرصه وجود گذاشته اند. واژه “منسوجات هوشمند” محدوده وسیعی را تحت پوشش قرار می‌دهد. احتمالات کاربردی چنین منسوجاتی تنها محدود به تخیلات و خلاقیت ما می‌باشد. بر این مبنا، برای خوانندگان مقالات انتشار یافته بسیاری، این امر ساده نخواهد بود که تصور کنند کجا واقعیت به انتها می‌رسد و کجا رویا آغاز می‌گردد. در این مقاله، نسبت به تشریح دقیق آنکه منسوجات هوشمند چیستند اقدام خواهد شد. در بخش بعد، تجزیه و تحلیلی بر مبنای احتمالات و کاربردهای آن و نیازهای تحقیقاتی آینده انجام خواهد شد که در بردارنده تحقیقات دپارتمان منسوجات دانشگاه چانت (پکن) نیز می‌باشد.

کلمات کلیدی : منسوجات، نوآوری محصول

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۱- مقدمه

عبارت منسوجات هوشمند نشأت گرفته از مواد هوشمند و باهوش است. مفهوم “مواد هوشمند” برای اولین بار در سال ۱۹۸۹ در ژاپن تعریف گردید. اولین مواد منسوجاتی که به عنوان “مواد هوشمند” مطرح گردید نخ ابریشمی ‌بوده است که از یک حافظه شکلی (shape memory)  برخوردار می‌باشد (البته از نکته نظر قیاس می‌توان آنرا تحت عنوان ” آلیاژهای حافظه دار شکلی” برشمرد که بعداً در این مبحث مورد بحث قرار خواهند گرفت).

تداوم کوچک شدگی صنعت منسوجات در جهان غرب سبب به وجود آمدن علاقه در منسوجات هوشمند گردیده است. این محصولات کلیه معیارهای مرتبط با تکنولوژی ارزش افزوده بالا را دارا می‌باشند و به ما اجازه خواهند داد تا بتوانیم نسبت به تبدیل آنها به یک صنعت دارای تکنولوژی بالا و رقابتی اقدام نماییم، صنعتی که از ویژگیهای ذیل برخوردار است: حرکت از یک صنعت مبتنی بر منابع به صنعت مبتنی بر دانش، تبدیل از حالت کمی‌ به کیفی، تغییر وضعیت از تولید انبوه محصولات تک کاربره بسمت تولید چند کاربره محصولات بر حسب تقاضای مشتریان، جهش بمست ارتقای خدمات محصول، ایجاد پویایی از «ماده و حالت ملموس بودن آن» بسمت «نا ملموسی مواد”، بهره گیری از محصولات دارای ارزش افزوده همراه و نهایتا  استفاده از سرویسها و فرآیندها.

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۲- تعریف پوشاک هوشمند

عبارت “مواد هوشمند” دقیقاً به چه معنا می‌باشد؟

منسوجاتی که قابلیت حس محرک ها از محیط اطراف خود را داشته باشند و می‌توانند در برابر آنها عکس العمل نشان داده و از طریق اعمال قابلیت های کاربردی جامع در ساختار منسوجات با محیط پیرامون خود مرتبط شوند در چارچوب چنین تعریفی جایی می‌گیرند. محرک ها و واکنشهایی که در این زمینه مد نظر می‌باشند عبارتند از محرک های برقی، حرارتی،  شیمیایی، مغناطیسی و یا محرکهای دیگر از منابع مختلف.

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۳- آخرین پیشرفت ها

۱-۳٫ مرور کلی

اولین نسل پارچه های هوشمند از مواد معمولی و مؤلفه های متعارف استفاده نموده و در آن سعی شده است تا طراحی منسوجات با عناصر خارجی تطبیق داده شود. این دسته را می‌توان به عنوان پوشاک الکترونیکی برشمرد که در آن از سیستمهای الکترونیکی در تولید منسوجات استفاده شده است. اولین قدم موفقیت آمیز به سمت تولید پوشیدنیهای قابل توجه در این زمینه خطICD+ بوده است که در انتهای دهه ۱۹۹۰ برداشته شد. این خط بعنوان یک دستاورد مشارکتی بین شرکتهای لاوی (Levi) و فیلیپس (Philips) محسوب شده است. این سیستم بر مبنای معماری پوششی می‌باشد که در آن ادوات مختلفی را می‌توان در پوشش منسوجات قرار داد: همانند سیستمهای الکترونیکی، میکروفن و گوشی، کنترل از راه دور، گوشی موبایل و پخش کننده MP3. در آن زمان، ساختار چنین پوششی دارای محدودیتهای زیادی بوده و بطور مثال قبل از آنکه چنین پوشاکی را به خشکشویی سپرد می‌بایست کلیه اجزا شامل سیم پیچیهای داخلی را بدقت جدا کرد. بر این مبنا محدویت های مربوط به حفظ و نگهداری نیاز بالایی را برای پیشرفت بعدی در این زمینه بوجود آورد.

۲-۳٫  حس گر ها

اساس یک حس گر بر مبنای ارسال سیگنالی به یک سیگنال دیگر می‌باشد، بگونه‌ای که سیگنال ارسالی بوسیله یک سیستم یا فرد از پیش تعریف شده، چه یک ابزاره و چه یک انسان، قابلیت خوانده شدن در درک را داشته باشد. بر این مبنا، لازم بذکر است که حسهای انسانها که بخوبی شناخته شده هستند عبارتند از: حس دیداری، شنیداری، لامسه، بویایی و چشایی.

همانند ابزارهای حقیقی، در نهایت اغلب سیگنالها را می‌بایست در یک مجموعه برقی بکار گرفت. مواد رسانای الکترونیکی در این زمینه از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشند. البته صرف نظر از ملاحظات فنی، مفاهیم، مواد، ساختارها و روالهای عملیاتی لازم است تا توجه کافی به مناسب بودن چنین پوشاکی جهت استفاده به عنوان مواد پوشیدنی نیز شود. چنین مواردی شامل معیارهایی همانند انعطاف پذیری، قابلیت شستشو و مقاومت در برابر آب، دوام در برابر دفرمه شدگی، تابش و موارد دیگر می‌باشند.

۳-۳٫ پردازش داده

پردازش داده یکی از مؤلفه هایی می‌باشد که تنها به هنگامی مورد نیاز خواهد بود که به بهره گیری از پردازش فعال احتیاج باشد. تاکنون، هیچگونه منسوجاتی وجود نداشته است که بتواند چنین وظیفه ای را انجام دهد. بر این مبنا، بهره گیری از ادوات الکترونیکی هنوز الزامی ‌می‌باشد. با این وجود، آنها به صورت مینیاتوری و حتی در حالت انعطاف پذیر نیز موجود می‌باشند. تحقیقاتی در باب تثبیت اجزای فعال بر روی الیاف در جریان است (پروژه Ficom http://www.fibercomputing.net). مشکلات عملی بسیاری را می‌بایست قبل از ارسال به بازار فراورده‌های الیافی با توان محاسباتی واقعی مورد خطاب قرار داد: به طور مثال قابلیت شستشو، تغییر شکل یا دفرمه شدگی، اتصالات میانی و غیره.

۴-۳٫ محرک ها یا راه اندازها

محرکها یا راه‌اندازها به تحریک یا سیگنالی که از سوی حسگر ارسال می‌شود، احتمالاً پس از پردازش داده، جواب می‌دهند. این ابزاره‌ها باعث می‌شوند تا بتوان نسبت به حرکت دادن، رهاسازی مواد، ایجاد صدا یا موارد دیگر اقدام نمود. مواد حافظه شکلی به عنوان بهترین مثال ها در این زمینه می‌باشند. آنها انرژی حرارتی را به انرژی حرکتی تبدیل می‌نمایند. بواسطه توانایی در نشان دادن عکس العمل در برابر تغییر دمایی، یک آلیاژ حافظه دار شکلی را می‌توان به عنوان یک محرک به کار گرفت و آن را به صورت کامل با دیگر ملزومات مورد نیاز برای منسوجات هوشمند مورد استفاده قرار داد.

 ۵-۳٫ ذخیره سازی

لباسهای هوشمند غالباً می‌بایست قابلیت ذخیره سازی داشته باشند. ذخیره سازی داده‌ها یا انرژی یکی از شایع ترین موارد به شمار می‌آیند. این پوشاک، برای حس، پردازش داده، راه‌اندازی، ارتباطات، غالباً به انرژی نیاز خواهند داشت که این انرژی غالباً نیروی الکتریکی یا برق خواهد بود. مدیریت کارای انرژی که شامل ترکیب مناسب تأمین انرژی و قابلیت ذخیره سازی انرژی می‌باشد از جمله موارد مطلوب در این بحث بشمار می‌آیند.

۶-۳٫ ارتباطات

برای منسوجات هوشمند، ارتباطات دارای وجوه زیادی می‌باشد: بر این مبنا ارتباطات ممکن است در موارد ذیل مورد نیاز باشند:

• در داخل یک عنصر یا یک لباس

• بین اجزای منفرد در داخل لباس

• از پوشنده به لباس جهت انتقال دستور العمل ها

• از لباس به پوشنده یا محیط جهت انتقال اطلاعات

در داخل لباس، ارتباطات هم اکنون از طریق فیبر نوری (پارک و جایارامان، ۲۰۰۲)، یا نخ های رسانا (ون لنگنهوو و همکاران، ۲۰۰۲) اعمال می‌گردد. آنها هر دو از ذات و طبیعت نساجی برخوردار بوده و می‌توان آنها را بدون درز یا بخیه به کار گرفت. ارتباطات در یک پوشنده بطور مثال از طریق بهره گیری از تکنولوژیهای ذیل میسر خواهد شد:

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۴- منسوجات هوشمند در دپارتمان منسوجات دانشگاه چانت

تحقیقات مرتبط با منسوجات هوشمند در دانشگاه ما متمرکز بر روی حسگرهای منسوجات جهت اهداف پزشکی می‌باشد. چنین حسگرهایی بمنظور مانیتورینگ یا میزان تبش قلب و تنفس کودکان در محیط های بیمارستانی کاربرد خواهند داشت.

این امر به صورت شایع شناخته شده است که حسگرهای متعارف غالباً ممکن است به هنگامی‌که برای مدت مدید طولانی در زمینه مصارف مانیتورینگ مورد استفاده قرارگیرند با اشکالاتی (نظیر خارش های پوستی) روبرو شوند. حسگرهای منسوجات به منظور فایق آمدن بر چنین مشکلات و مسایلی که باعث بوجود آمدن ناراحتی های دیگری می‌شوند بوجود آمده اند.

۱-۴٫ ضربان قلب و سیستم های سنجش الکتروکاردیوگرام یاECG

به منظور برآورد ضربان قلب و حتی دستگاه الکتروکاردیوگرام (ECG)، سیستم Textrodes توسعه یافت. این سیستم دارای یک ساختار بافته شده می‌باشد و متشکل از فیبرهای فولادی ضد زنگ (تولید Bekintex) می‌باشد. این فیبرها در تماس مستقیم با پوست خواهند بود.

الکترود های متعارف در ترکیب با الکتروژل مورد استفاده قرار می‌گیرند. این الکتروژل فراهم آورنده یک تماس رسانایی خوب بین پوست و الکترود می‌باشد که نتیجه آن حاصل آوردن سیگنالهای ارتقاء یافته خواهد بود. با این وجود، بیماران چنین موردی را در یک روش مثبت تجربه نخواهند کرد.

۲-۴٫ برآوردهای تنفسی

از جمله دیگر حس گرهای توسعه یافته منسوجات حسگر سنجش تنفس می‌باشد. Respibelt  نیز از نخ فولاد ضد زنگ بصورت کمربند بافته شده است (شکل ۲). شکل ۳ نتیجه میزان نظارت یا مانیتورینگ تنفس با استفاده از دستگاه  Respibeltرا نشان می‌دهد.

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۵- نیاز برای تحقیقات بیشتر

پتانسیل منسوجات هوشمند بسیار بالا می‌باشد. بر این مبنا می‌توان به کاربردهای بسیار برای هریک از نمونه های عرضه شده در فوق اشاره داشت. روشهایی دیگر، با توجه به مرحله آغازین آنها بعنوان یک سیستم کاربردی، بصورت مفاهیم ابتدایی تعریف شده‌ای می‌باشند که کاربردهای آنها به عنوان محصولات منسوجات می‌بایست مورد ارزیابی قرار گیرد. انتخاب مواد، ساختارها و تکنولوژی های تولید اولین قدم در این طراحی بشمار می‌آید. روند مرتبط با فاز تحقیقاتی حقیقی دراز مدت بوده و برای بسیاری از موارد سخت و مشکل آفرین نیز خواهد بود.

پوشاک هوشمند زندگی جدید

۶- نتیجه گیری

منسوجات در هر کجا و در هر زمان موجود می‌باشند. هیچ کس هرگز خانه خود را بدون پوشیدن البسه ترک نمی‌کند. ارزش اقتصادی و تأثیر پوشاک بسیار زیاد می‌باشد. اختراع پوشاک هوشمند باعث شده است تا بخش منسوجات سنتی بسمت بهره‌گیری از سطحی از صنعت دارای تکنولوژی بالاتر حرکت نمایند. علاوه بر این، بنظر می‌رسد که چنین امری تنها از طریق مشارکت فشرده بین افرادی که از علوم و تکنیکهای مختلفی بهره‌مند می‌باشند میسر خواهد بود. حوزه های تکنولوژیکی نظیر : بیوتکنولوژی، علوم کامپیوتر، میکروالکترونیک، شیمی‌ پلیمر، علوم مواد و غیره از این تکنولوژی بهره مند گردیده و چشم به امکانات و احتمالاتی دوخته اند که در این زمینه وجود دارد.

روال توسعه پوشاک هوشمند به سرعت در جریان می‌باشد. بخشی از مواد و ساختارهای جدید قبلاً عملیات تولید و تجاری سازی خود را طی نموده‌اند، ولی با این حال بخش بزرگتری هنوز در حال توسعه می‌باشند و یا آنکه می‌بایست بزودی اختراع شوند. چنین مواردی را می‌توان مخصوصاً برای منسوجات هوشمندی که در سطح بالایی می‌باشند بکار گرفت. چنین فازی می‌بایست تا سال ۲۰۱۰ به عنوان یک تکنولوژی میان مدت حاصل شود.