Glöm din Apple Watch: “självladdande” textilier som hämtar energi från kroppen kan bli nästa steg för wearables

Även de bästa smartklockorna har ett tydligt hållbarhetsproblem. Precis som många andra smarta prylar är de ofta slutna enheter, utan möjlighet att reparera dem själv – annat än att skicka tillbaka dem till tillverkaren under garanti. Och även då slutar de ofta som elektronikskrot. E-avfall är ett stort problem för små prylar som innehåller avancerad teknik och litiumbatterier.

Vissa framsteg har gjorts. Google har till exempel gjort Google Pixel Watch 4 mer reparerbar med små skruvar, utbytbara skärmar och batterier. Garmin erbjuder också sin Power Glass-teknik för sol­laddning, vilket kan förlänga batteritiden och minska behovet av laddning, förutsatt att förhållandena är rätt och att vi spenderar flera timmar i starkt solljus. Apple har hävdat att deras klockor är koldioxidneutrala, men det påståendet har ifrågasatts och till och med lett till rättsprocesser.

Nu ser vi dock en helt ny riktning för wearables – en framtid med självförsörjande, mer hållbara enheter. Det bästa av allt är att de inte ens kommer att se ut som teknikprylar. De kan vara din tröja, ditt armband, din yogamatta eller till och med dina sängkläder. Tekniken är invävd i tyget, både för att övervaka din hälsa och för att generera egen energi från solljus, fukt, rörelse eller kroppsvärme. Revolutionen med smarta textilier är på väg.

Vad är smarta textilier?

Smarta textilier beskrivs i en forskningsartikel i Chemical Engineering Journal som “hållbara, självladdande, portabla och slitstarka textilier för övervakning av människors hälsa”. Forskare vid MIT ger en bredare definition: kläder med inbyggda sensorer.

Det handlar alltså om tyger som är utrustade med sensorer och annan teknik som kan mäta olika aspekter av bärarens kropp och koppla upp sig mot en smart enhet för att visa resultaten. Det kan liknas vid ett aktivitetsarmband som Whoop Strap eller äldre Fitbit-enheter, men istället för en liten enhet på handleden är tekniken utspridd över en större, tunnare yta.

“Vi kan integrera både kommersiella elektronikkomponenter och specialbyggd labbteknik direkt i de kläder vi bär varje dag, och skapa flexibla plagg,” säger Canan Dagdeviren i en rapport. “De går att anpassa efter individen, så att vi kan skapa plagg för den som behöver mäta till exempel kroppstemperatur, andningsfrekvens och liknande.”

Forskningsartikeln i Chemical Engineering Journal är omfattande och ibland ganska teknisk, men visar tydligt hur långt utvecklingen har kommit. Forskare har redan hittat en rad användningsområden, både inom sjukvård och hemmabruk. Ett exempel är ett sensortyg som kan användas för rehabilitering av leder som en del av ett “miniature intelligent medical system”.

Vi har till och med testat en smart yogamatta här på TechRadar, som använder liknande teknik för att registrera rörelser och tryck och ge feedback på träningen.

På andra områden kan bärbara textilier mäta puls och kroppstemperatur för att optimera träning, eller till och med identifiera biomarkörer för vissa sjukdomar, som cancer. Vissa textilsensorer har redan kunnat upptäcka biomarkörer för bröstcancer, med potential att varna användaren via en app i telefonen.

Det testas också bärbara, tvättbara strumpor som kan mäta svullnad i benen. Genom att inte vara begränsad till handleden öppnar tekniken upp helt nya möjligheter, samtidigt som den är bekväm, diskret och icke-invasiv.

Hur kan smarta textilier bli mer hållbara?

I rapporten från Chemical Engineering Journal tittade forskare på fem olika sätt som dessa textilier kan generera sin egen energi. Det handlar om piezoelektriska lösningar (där rörelse och belastning i tyget omvandlas till energi), triboelektriska (statisk elektricitet från friktion), fotovoltaiska (solljus), termoelektriska (värme – särskilt kroppsvärme) och fuktbaserade system (som använder vattenånga eller svett för att skapa elektricitet).

Alla dessa metoder har sina styrkor och svagheter. Solenergi är redan något vi sett i wearables, exempelvis i klockor från Garmin, medan termoelektriska textilier enligt rapporten kan generera cirka 2,6 mW genom att ta vara på kroppsvärme. Forskarna konstaterar att detta är en lovande lösning för hållbara, självladdande enheter.

Att bära ett armband, en tröja eller en patch som hämtar energi från kroppen eller solen och omvandlar den till egen strömförsörjning är betydligt mer hållbart än att slänga en enhet med litiumbatteri efter några år, särskilt om den blir obrukbar när mjukvarustödet upphör.

Utmaningar med tekniken

Problemet? Även om “viktiga genombrott har gjorts” och de första smarta textilierna redan börjat dyka upp, dröjer det innan självladdande lösningar blir standard. Forskarna pekar på flera hinder, däribland att sensornoggrannheten fortfarande “ligger efter kliniska enheter” och att det saknas gemensamma standarder.

Tillverkningskostnaderna är fortfarande relativt höga och det finns praktiska problem som att sensorer kan försämras efter upprepade tvättar eller påverkas av svett över tid. Om tekniken inte håller för en tvätt, ett svettigt träningspass eller febriga nätter, riskerar vi att behöva ersätta hela plagget, vilket i sin tur bidrar både till e-avfall och fast fashion-problematik.

Så även om det kommer dröja några år innan självladdande smarta textilier slår igenom fullt ut, är det en spännande utveckling. Wearables kan bli både mindre och mer diskreta, samtidigt som de blir mer hållbara. Det kan minska mängden smartklockor och andra hälsoprylar som hamnar på soptippen och öppna helt nya möjligheter inom vård och hälsomätning.