Textilien mit Hirn

Vieles von dem, was Smart Clothes oder sogenannte Wearable Electronics können, klingt heute schon nach Science Fiction und fantastischem Futurismus. Dabei sind die Möglichkeiten der wissenschaftlichen Entwicklung noch lange nicht ausgeschöpft.

Am Anfang war der Schuh. Als vor gut zwanzig Jahren ein Laufschuh entwickelt wurde, der die zurückgelegte Wegstrecke der tragenden Person ermitteln sollte, war das sozusagen der Startschuss für eine neue Ära in der Bekleidungsindustrie. Seither läuft die Forschung an intelligenten Textilien auf Hochtouren, denn mit den Smart Clothes tun sich ungeahnte Möglichkeiten auf, das Leben zu erleichtern – und es sogar zu retten. Wie das geht? Durch integrierte Elektronik erhält die Kleidung spezielle Features, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen.

Von praktisch bis lebensrettend

Das können rein praktische Funktionen – wie etwa die Ärmeljacke mit eingebautem Stadtplan, das T-Shirt mit integrierter Heizung oder das Hemd, das bei Hitze automatisch die Ärmel aufkrempelt – oder einfach Wohlfühl-Features sein: Beispielsweise, wenn der eingebaute Musikshop genau den Sound spielt, der zur Bewegung der Person passt, die das Stück trägt. Oder der Lieblingsduft in der Kleidung gespeichert ist und angenehme Gefühle hervorruft. Doch vor allem im Gesundheitsbereich bestehen zukunftsweisende Anwendungsgebiete. So überwachen eingewebte oder angebrachte Biosensoren Puls, Blutdruck, Körpertemperatur, Atmung und andere Vitalfunktionen und schlagen gegebenenfalls Alarm. Auch gefährliche Stoffe in der Umgebungsluft sollen sie aufspüren können oder Hinweise auf verdorbene Lebensmittel senden. Intelligente Textilien werden in Zukunft vor allem dort zum Zug kommen, wo es gilt, erhöhte Sicherheit von Personen und wertvollen Gütern zu gewährleisten. Damit erreicht die Mikrosystemtechnik eine ganz neue Stufe und könnte schon bald zum alltäglichen Begleiter des Menschen werden. Die Idee dahinter ist nur logisch, trägt doch heute „jeder von uns schon eine Unmenge von Computern mit sich herum, vom Handy bis zum PDA“, meint Robert Trappl vom Österreichischen Forschungsinstitut für Artificial Intelligence in Wien. „Da es aber schwierig ist, Computer zu implantieren, werden sie eben in die Kleidung integriert“.

Mikroelektronik im Gewebe

In den vergangenen zwanzig Jahren waren die Experimente mit intelligenten Textilien zahlreich. Im Prinzip basierten sie darauf, dass Elektronikbauteile auf Kleidungsstücke aufgesetzt oder eingenäht wurden. Diese revolutionäre Technik hat jedoch zwei wesentliche  Nachteile: Zum einen erfordert ihre Herstellung aufwendige Handarbeit, was ihre Produktion entsprechend verteuert, und zum anderen lassen sich solche Textilien schlecht waschen. Bis es WissenschafterInnen der Technischen Hochschule Zürich gelungen ist, diese Nachteile aufzuheben. Sie entwickelten eine Technologie, mit der die elektronischen Teile wie Sensoren und leitende Fäden direkt in die textile Architektur der Stoffe eingewoben werden. Zur Anwendung kommen Mikrochips und eine Reihe anderer mikroelektronischer Elemente auf Plastikbändern, die auf gebräuchlichen industriellen Textilmaschinen mit herkömmlichen Garnen verwoben werden. Das Gewebe fühlt sich wie ganz normaler Stoff an und lässt sich bei 30 Grad in einer Waschmaschine reinigen.

Alarmsignale und lebensrettende Features

Obwohl die Forschung an intelligenten Textilien auf Hochtouren läuft, liegt ihr tatsächlicher Durchbruch noch in der Zukunft. „Wir sind erst bei einem Prozent davon, was möglich ist“, meint Google-Gründer Larry Page. Doch aufgrund des rasanten Fortschritts würden wir bald schon überrascht sein, „dass es zur Computer-Nutzung gehörte, in Taschen danach zu suchen“.

Eine ganze Reihe von wearable electronics ist bereits seit Jahren am Markt erhältlich. An vorderster Front: Produkte für Gesundheit und Sport. Hier liegt der wohl größte Wachstumsmarkt, meint Werner Weber, Leiter des Labors für Anwendungstechnologien bei Infineon Technologies. Durch das steigende Alter der Bevölkerung und die Zunahme von Heim- und Pflegediensten, würde auch das so genannte Personal Health Monitoring dringender: „Wenn wir diese Sensoren, die den Puls, die Temperatur oder andere Körperfunktionen messen, so in die Kleidung integrieren, dass man das gar nicht merkt, garantieren wir beispielsweise verwirrten Personen eine größere Bewegungsfreiheit“. Sturz-Sensoren schlagen Alarm, wenn hilfsbedürftige Menschen auf der Straße oder im Haushalt verunglücken. Bei Risiko-PatientInnen alarmiert der unsichtbare Kleidungs-Sensor den Notarzt, wenn das Herz Probleme macht. Ein mit einem Sensor versehener Strampelanzug soll Säuglinge vor dem Plötzlichen Kindstod bewahren… um nur einige bereits realisierte Produkte zu nennen.

Intelligente Gadgets für den Sport

Der zweite große Bereich ist der des Sports. Pulsmessgeräte gehören mittlerweile zur Grundausrüstung vieler FreizeitsportlerInnen, da sie über Herzfrequenz informieren, bei kardialer Überlastung warnen und berechnen, wie viele Kalorien schon verbrannt wurden. Das Problem dabei: Normalerweise bestehen sie aus einem Gerät für das Handgelenk sowie einem Brustgurt, dessen Elektroden die Herzaktivität durch die Haut messen und sind folglich  nicht gerade bequem. Anders die von NuMetrex entwickelten Shirts und BHs: Sie kommen ohne Brustgurt aus, indem die Elektroden in den Stoff eingearbeitet sind, somit angenehm am Körper liegen und nicht verrutschen. Ein weiterer Vorteil: Der Transmitter mit der Elektronik lässt sich leicht abnehmen, so dass die Oberteile in der Maschine waschbar sind.

Auch der Sportartikelhersteller Nike setzt auf die Messung verschiedener Köperfunktionen und entwickelte den eingangs erwähnten Schrittzähler weiter, indem er seine Sportschuhe der Serie Nike+ mit piezoelektrischen Sensoren ausrüstete, die Messdaten an iPod, iPhone oder Armbänder von Nike übertragen. Dadurch können sowohl die zurückgelegte Entfernung als auch die verbrannten Kalorien ermittelt werden. Seit dem iPod Touch der zweiten Generation und  iPhone 3GS ist auch kein zusätzlicher Transmitter mehr nötig, da die Geräte direkt mit den Schuhen kommunizieren. Die Datenübertragung übernimmt hier der eingebaute Bluetooth-Chip. Mittlerweile ist auch Polar mit eingestiegen, um zusätzlich Daten zur Herzaktivität beizusteuern. Von TomTom gibt es zudem noch passende Sport-Uhren mit GPS-Empfänger, falls iPhone oder iPad zu Hause bleiben. Das Konzept dürfte aufgegangen sein. Bereits 2011 gab es über fünf Millionen NutzerInnen – und das trotz eines nicht gerade günstigen Preises.

Smarter Handschuh statt Handy

Wer auf der Piste das Handy benützen will, hatte bisher mit dicken Handschuhen zu kämpfen. Zur Problemlösung entwickelte die Firma Texsys aus Radebeul zusammen mit dem Schweizer Handschuhspezialisten Swany den sogenannten G-Cell Kommunikationshandschuh. Dabei handelt es sich um ein integriertes Bluetooth-Headset, bei dem sich der Handschuh per Bluetooth mit dem Mobiltelefon verbindet. Über den eingebauten Lautsprecher und ein Mikrofon kann also direkt in die Hand gesprochen werden, ohne das Handy zu berühren. Über eingehende Anrufe informiert ein Vibrationsalarm am Handgelenk und ein Akku versorgt die Elektronik mit Strom.

Funktional und ästhetisch: Airbag statt Helm

Ambitionierten RadfahrerInnen sind Fahrradhelme oft lästig. Sie engen das Freiheitsgefühl ein, sind klobig und – gelinde gesagt – nicht gerade attraktiv. Das denken auch zwei Absolventinnen der Technischen Fakultät an der Uni Lund in Schweden, die sich vor geraumer Zeit eine optisch ansprechendere Alternative einfallen ließen: „Hövding“ („Häuptling“), den Airbag für den Kopf. Der Prototyp besteht aus einem breiten Kragen, in dem ein Airbag mit Gaszylinder und Elektronik versteckt ist. Die Elektronik dieses unsichtbaren Helms reagiert genauso wie ein Airbag im Auto. Im Falle einer Kollision oder eines Sturzes bläst sich der Airbag explosionsartig auf. Wie das System funktioniert, demonstrierte eine Gruppe von Stuntmen bei einer öffentlichen Vorführung in Stockholm.

Anziehender Cyber Sex

Eine interaktive Reiz- und Notwehr-Wäsche entwickelte das niederländischen Design-Büro Studio Roosegaarde. Mit Intimacy 2.0 entwarf es Kleidung, die auf Interaktion mit anderen reagiert und je nach Erregungsgrad mehr oder weniger transparent wird.
Auch die Firma Durex hat – wie könnte es anders sein – sein Sortiment der sexuellen Stimuli ausgebaut und präsentierte Unterwäsche, die an den erogenen Zonen vibriert. Das Besondere daran: Durch eine spezielle Smartphone-App steht dem gegenseitigen Stimulieren übers Handy nichts mehr im Wege, ganz ohne Berührung und ohne zu reden. Telefonsex der anderen Art sozusagen.
Mit dem Gegenteil beschäftigten sich Studierende der Sri Ramaswamy Memorial University in Chennai. Die von ihnen designte Unterwäsche soll vor Vergewaltigung schützen. Das Society Harnessing Equipment (SHE) reagiert auf Druck mit einem 3800 kV Stromschlag und sendet zugleich einen Hilfe-Alarm über GPS an einen zuvor definierten Kontakt.

Alarmierende Schutzfunktionen

Ebenfalls alarmierend wirken Strickjacken, mit denen ihre TrägerInnen um Hilfe rufen können. Es muss lediglich am Ärmel gezupft werden und schon geht ein Signal via Bluetooth und Handy an den angegebenen Kontakt. Das Projekt wurde am Design Research Lab der Universität der Künste in Berlin entwickelt. Vergleichbaren Alarm schlagen die Jacken des skandinavischen Forschungsinstituts SINTEF. Sie messen Temperatur und Aktivitäten von Arbeitern, die großer Kälte ausgesetzt sind. Über leitende in den Stoff eingearbeitete Fasern werden die Daten mittels Bluetooth übertragen und warnen die Arbeiter vor möglichen Gesundheitsgefährdungen. Und auch für Menschen, die viel telefonieren gibt es ab jetzt eine Schutzfunktion: Die französische Männermode-Marke Smuggler bietet einen Safe Suit aus Stoff an, der krebserregende elektromagenetische Wellen abweist. Ebenfalls auf dem Gesundheitssektor tat sich die Firma Philipps hervor und erfand das sogenannte Bilirubin Blanket. Die Decke für Neugeborene ist mit blauen LEDs ausgestattet, die der Lichttherapie gegen Hyperbilirubinämie dienen, einer Krankheit unter der acht Prozent aller Säuglinge leiden.

Die Firma Them-ic entwickelt Technologien für tragbare und leicht zu bedienende Heizsysteme, die den gesamten Körper schützen. Das Sortiment beinhaltet beheizbare Mützen, Handschuhe und Sohlen sowie Trocknungs- und Hygienesysteme für die tägliche Schuhpflege.

Wearable-Technologien spielen immer öfter eine große Rolle in unserer Kleidung, Stoffe ändern sich und innovative Produktionswege sowie nachhaltige Ansätze eröffnen völlig neue Perspektiven in der Herstellung. Wie die Zukunft der Bekleidungsindustrie aussehen könnte, das ist auch in der Dokumentation ”The Next Black” von AEG zu sehen.

TERMINE

Internationale Messen, zukunftsweisende Fachkongresse

(Dagmar Buchta/austrianfashion.net, 01.06.2014)