Исследовательская работа "Умная одежда"

Оглавление                                                                                                                    

Введение..................................................................................................2                

Глава 1. Понятие и история развития «умной» одежды.....................4                                1.1.     Понятие «умная» одежда».........................................................4                                1.2.     История развития «умной» одежды.........................................4                                1.3.    Сфера использования «умной одежды»...................................6

   1.4.   Проблемы «умной» одежды.......................................................7

Глава 2. Практическая часть...................................................................9

Заключение..............................................................................................10                                 Список используемой литературы ....................................................11

Введение

        21 век можно смело назвать эпохой Smart. Современные технологии позволяют сделать «умным» что угодно, от браслетов и часов до лампочек и дверных замков. То, о чем десяток лет назад мечтали писатели-фантасты, в наши дни уже стало реальностью. Открывшиеся перспективы кружат голову не только покупателям, но и инженерам крупных компаний и изобретателям-одиночкам. А так как все идеи «умной» электроники обычно лежат на поверхности, то каждый из них старается как можно быстрее выпустить в продажу придуманное устройство, чтобы любой ценой опередить конкурентов.

Каждый год на свете появляется куча самых разных «умных» девайсов, большая часть из которых изначально нежизнеспособна. И даже удачные, на первый взгляд, идеи зачастую реализованы настолько «криво», что покупателей таких «умных» устройств остается только пожалеть. Нет, они не взорвутся в руках и не выйдут из строя после пары дней использования. Просто из-за кучи самых разных «но» никакой практической пользы от них не будет. А уж про соотношение цена/качество первых моделей такой техники и вовсе нет смысла говорить.

В определенной мере первые покупатели выступают в роли невольных бета-тестеров, помогающих тестировать даже не столько технологию, сколько идею ее применения. Оно и понятно, ведь о длительных исследованиях и долгой «полировке» прототипа не может идти и речи – все это будет делаться компанией-производителем уже потом, после того, как станут известны результаты первых продаж. Вначале нужно выпустить смартфон с изогнутым экраном или очередные «умные» очки, которые пока толком ничего не умеют, а уже потом разбираться, кому и для чего все это может понадобиться.

Все это заметно подмочило репутацию «умной» техники. Читая очередной анонс революционных устройств для «умного» дома, которые вот прямо сегодня навсегда изменят нашу с вами жизнь, не всегда можно сдержать зевок. Уж слишком спешат компании с громкими победными лозунгами, пытаясь с помпой сдать объект, который еще только-только начали строить.

Тем не менее, сомневаться в светлом будущем того же «умного» дома или «умной» одежды не приходится. Ведь по сути, речь идет не о каких-то экспериментальных устройствах вроде тех же Google Glass, которые еще не факт, что приживутся среди пользователей, а постепенной эволюции давно знакомых нам предметов. Так, электрические дверные звонки пришли на смену подвесным колокольчикам, а домофоны заменили собой механические кодовые замки.

Примерно то же самое со временем произойдет и с одеждой. Сомневаться в том, что она со временем «поумнеет» и получит какие-то дополнительные функции, не приходится, хотя как такая одежда будет выглядеть лет эдак через сто, сейчас мало кто возьмется предсказать.

Актуальность исследовательской работы на тему «Умная» одежда: фантастика, ставшая реальностью»  заключается в том, что хотя исследование и носит теоретический характер, результаты его дают возможность рассмотреть вопрос действительно ли те вещи, которые мы видели в фантастических фильмах, уже существуют на практике?.

Цель работы заключается в  изучении  индустрии умной одежды, куда она движется, в чём её польза для каждого из нас и что ждёт нас в будущем характеристике применения «умной» одежды в разных сферах жизни человека, с учетом специфики их жизнедеятельности.

Объектом настоящего исследования является «умная» одежда как интерактивная вещь, взаимодействующая с окружающим миром, а предметом – одежда и обувь, как продукт новых технологий, ученых и дизайнеров – модельеров.

Гипотеза исследования: «умной» одежды улучшит качество жизни человека.

К основным задачам работы относятся:

1. определение понятия «Умная» одежда;
2. рассмотрение истории развития «умной» одежды;
3. изучить сферы применения «умной» одежды.
4. выяснить проблемы «умной» одежды
5. провести опрос - анкетирование учителей и учащихся
6. Обобщить выявленные результаты.

В ходе работы мы пользовались такими методами:

• Изучение различной литературы
• Использование Интернет ресурсов
• Анкетирование учащихся и учителей школы.

Глава 1. Понятие и история развития «умной» одежды

1.  Понятие «умная» одежда.        

«Умная» одежда (wearable technology) — одежда, которая может интерактивно взаимодействовать с окружающей средой, воспринимая сигналы, обрабатывая информацию и запуская ответные реакции.

«Умной» в настоящее время называют не только одежду, соответствующую этому определению. Помимо специальных медицинских или военных костюмов, которые действительно могут отслеживать состояние человека и окружающей среды и обрабатывать эту информацию, эпитет «умная» в прессе может применяться и к одежде, которая служит лишь платформой для крепления электроники, например, к курткам со вшитыми плейерами. Из-за размытости термина такие предметы гардероба нельзя обойти вниманием в обзоре «умной» одежды, но тем не менее: «Куртка со вшитым карманом для мобильного телефона не становится „умной“. „Умная“ одежда должна добавлять предмету гардероба какие-то нехарактерные для одежды свойства, так, чтобы при этом не нарушались её обычные функции, например, чтобы одежду при этом можно было стирать и носить. В идеале, „умная“ одежда предоставляет необычные для одежды свойства, такие как слежение за состоянием здоровья, в дополнение к традиционной функции одежды защищать тело от влияния внешней среды. Такая одежда может, например, собирать данные и либо автоматически передавать их по беспроводной связи на внешний компьютер, либо обрабатывать самостоятельно, и реагировать на результаты вычислений без вмешательства пользователя».

2.  История развития «умной» одежды

       Первые попытки совместить одежду и электрические элементы относятся к концу XIX века, когда начали распространяться и вытеснять газовое освещение лампы накаливания. Так, в 1884 году в The New Your Times вышла рекламная статья о компании, предлагавшей услуги девушек, которые носили на себе лампочки накаливания и могли служить в качестве живых светильников. В этой же статье упоминается, что годом раньше в сценических костюмах начали использовать электрические лампочки балерины.

       В 1968 году в Музее современных ремесел в Нью-Йорке (США) прошла выставка под названием Body Covering («Покрытие тела»), посвященная использованию технических приспособлений в одежде. На ней демонстрировалась как специальная одежда, например, скафандры для космонавтов, огнеупорный костюм, комбинезон, защищающий от радиации и ядовитых газов, так и обычная одежда со встроенными электрическими устройствами: например, кожаное платье с вшитыми в него фотографиями, которые подсвечивались лампочками, работающими от вшитых же батарей, или пластиковый пояс с динамиком.

      Собственно идея «умной» одежды начинает развиваться в 1980-х годах из концепции носимых компьютеров. В это время ученые и инженеры работали в первую очередь над созданием миниатюрных компьютеров, а собственно предметы одежды были скорее основой, к которой электронику можно было прикрепить. Примеры: очки с носимым компьютером и системой дополненной реальности Digital Eye Glass Стива Мэнна или кроссовки со встроенным компьютером, выпущенные компанией Puma. Подключив такие кроссовки к настольному компьютеру, такому как Apple IIe или Commodore 64, владелец кроссовок мог узнать, сколько он пробежал километров и сжег калорий.

        Большая часть проектов в это время развивалась в университетах и не доходила до массового производства. Например, в 1996 году в Технологическом институте Джорджии началась разработка футболки с вплетенными в ткань оптическими и проводящими волокнами. Изначально проект финансировался Военно-морскими силами США. Коммерческой его разработкой впоследствии занялся стартап Sensatex, который выпустил бета-версию «умной» футболки — Smart Shirt — в 2006 году. Одежда отслеживает движения, сердечный ритм и дыхание человека, который её носит, и может передавать данные по беспроводной связи. При этом она не выглядит громоздко и её можно стирать.

В конце 1990-х годов к производству умной одежды начинают подключаться представителями индустрии моды и начинает расти число совместных проектов между производителями электроники и одежды. Первым коммерческим продуктом, появившемся в результате такого рода сотрудничества, считается совместная разработка компании Philips и производителя одежды Levi Strauss & Co — куртка ICD+ со встроенным MP3-плеером, сотовым телефоном, а также гарнитурой и пультом управления в комплекте. Она была выпущена в 2000 году. Примеру Philips и Levi в последующие годы последовали многие производители.

        Однако более сложные разработки в начале 2000-х годов оставались на стадии прототипов. Например, на Всемирной выставке в Гановере в 2000 году был представлен один из первых коцептов «умной» одежды — Cyberia survival suit — совместная разработка производителя одежды Reima, Университета Лапландии и Тамперского технологического университета. Этот костюм для катания на снегоходе был оснащен нагревательными элементами, датчиками, которые отслеживали биение сердца, температуру внутри и снаружи, влажность (на случай, если человек окажется в воде), и движения человека, его позу и удары о что-либо. Одежда также была оснащена системой GPS и мобильным телефоном. Все это управлялось с помощью небольшого компьютера с графическим интерфейсом. Вся конструкция была весьма тяжелой.

      Таким образом, несмотря на кажущуюся новизну идеи, своего рода «умная» одежда начала появляться ещё более ста лет назад, но активно внедряться эти технологии стали не так давно.

3.  Сфера применения «умной» одежды.   (приложение: презентация)

1. Медицина

      Медицина — одна из областей, в которых «умная» одежда наиболее востребована. Одежда со встроенными датчиками используется для непрерывного слежения за состоянием пациентов, так как позволяет снимать кардиограмму, следить за сердечным ритмом, дыханием, давлением и другими параметрами. Примерами таких разработок служат LifeShirt System жилет со встроенными датчиками и возможностью записи и анализа данных, или «умная» футболка компании Sensatex.

«Умная» одежда и проблема старения.

Известно, что в развитых странах все острее становится проблема старения, связанная с увеличением продолжительности жизни. «Умная» одежда отчасти помогает в её решении. Например, в Европе существует государственная программа «Старение в информационном обществе», целью которой является разработка технологий, позволяющих следить за здоровьем пожилых людей. Для этой цели могут использоваться «умные» браслеты.

1. Спорт

      Производители спортивной одежды и оборудования всегда охотно экспериментировали с новыми технологиями. «Умная» одежда — не исключение. Её использование различается в профессиональном и любительском спорте. «Умная» одежда для профессиональных спортсменов похожа на медицинские системы мониторинга состояния человека и позволяет следить за такими параметрами, как сердечный ритм, дыхание и т. д. Примером такой разработки является система слежения за сердечным ритмом Adidas. Она представляет собой спортивную одежду — бюстгальтеры, майки, футболки — со вплетенными в ткань сенсорами. С сенсоров данные поступают на передатчик, который может передавать их на спортивные часы, смартфон или кардиотренажер.

         В 2013 году студент из университета Бригама Янга в США изобрел «умный» шлем, внутри которого специальная пьезоэлектрическая пена при сжатии генерирует электрический сигнал. Сигнал передается на планшет или компьютер. Таким образом, тренер в течение нескольких секунд получает информацию о том, насколько серьезный удар получил спортсмен и может быстро вывести его из игры. Аналогичные шлемы, но с акселерометром вместо пьезоэлектрических элементов, уже используются в профессиональном спорте, например, игроками Национальной футбольной лиги США.

         В области любительского спорта использование элементов «умной» одежды скорее относится к разряду развлечений. Например, многие производители спортивной одежды выпускают одежду со со вшитыми кнопками для управления плеерами или iPod. В 2003 году компания Adidas предприняла вторую в истории попытку оснастить кроссовки компьютером и выпустила модель adidas 1 с меняющейся в зависимости от действий владельца амортизацией, однако работали такие кроссовки ненадежно и распространения не получили. Более успешным оказался совместный продукт Nike и Apple — кроссовки, которые синхронизируются с iPod или iPhone во время, а те в свою очередь собирают статистику и переключают музыкальные треки.

2. Мода и дизайн

         В этой области от «умной» одежды требуется не столько функциональность или удобство, сколько интересные идеи по использованию новых технологий. В производстве повседневной одежды эти идеи почти не используются. В качестве примеров можно привести, разработку дизайнерской студии Studio 5050 — куртка Love Jacket со встроенным источником и приёмником инфракрасного излучения, микроконтроллером, а также светодиодами и динамиком. По импульсам инфракрасного излучения парные куртки «узнают» друг друга и начинают мигать светодиодами и испускать звуки. Hug Shirt — футболку, которая позволяет чувствовать объятия на расстоянии при помощи связи по Bluetooth и системы сенсоров.

      Для тех, кто хочет попробовать силы в создании «умной» самостоятельно, выпускаются наборы, в которые входят токопроводящая ткань, светодиоды, переключатели и другая необходимая электроника.

3. Военные разработки

       Военные ведомства, особенно американские, изначально были самыми активными спонсорами разработок в области носимой электроники и «умной» одежды. Один из таких проектов  был посвящен разработке боевого костюма для пехоты. Этот костюм должен полностью защищать человека и помогать ему передвигаться с помощью экзоскелета, он оснащен системой мониторинга состояния солдата, встроенным в шлем дисплеем и системой коммуникации, а также оружием и батареями для питания электроники.

1.4. Проблемы умной одежды

Предполагается, что умная одежда будет выполнять несколько функций:

1. Повышение комфорта. Такая одежда сможет регулировать температуру тела, управлять влажностью, снижать нагрузку на определенные группы мышц.

2. Отслеживание параметров здоровья. Встроенные датчики контролируют параметры тела и при необходимости отсылают информацию врачу.

3. Управление спортивной подготовкой. Анализируя и управляя действиями спортсмена, система поможет ему достигать более высоких результатов.

Несомненно, в отдельных случаях такие возможности являются полезными и даже незаменимыми. Однако, к чему приведет массовое распространение такой одежды (а именно это является маркетинговой целью)?

1. Управляющая комфортом одежда «отучит» организм реагировать на внешние неблагоприятные факторы, это можно будет назвать «антизакаливанием». В результате сократится способность организма противостоять внешним воздействиям, организм ослабнет. В условиях скученности и глобальности перемещений людей по миру (когда пандемии распространяются с пугающей скоростью) это представит очень серьёзную угрозу.

2. Сами врачи заявляют, что все чаще состояние здоровья страдает от безответственного отношения человека к своему организму. Если же при этом часть функций по заботе о здоровье возьмёт на себя одежда, то уровень ответственности человека также упадет. Кроме того, в современных условиях даже лично попасть на прием к объективному и непредвзятому врачу (который не ставит целью продать вам дополнительные услуги и товары) становится всё сложнее. Поэтому ожидать от удаленного врача объективной помощи по сигналам от умной одежды довольно проблематично.

3. Мир спорта сотрясают допинговые скандалы, теряется понимание – какие достижения спортсменов считать честными, а какие – лабораторными? Непрофессионалы всё дальше передовых спортивных результатов, спорт теряет изначальную основу – честного состязания, соответственно падает и интерес зрителей.

Человек в умной одежде также подвергается дополнительной опасности, традиционной для всех ИТ-систем – сбоям и вирусам. К биологическим вирусам человека могут добавиться программные (которые, кстати, могут быть адаптированы для взаимодействия с биологическими).

Поэтому крайне важно сохранять трезвый взгляд на новые сферы применения ИТ-технологий, практически соизмеряя положительный эффект и риски.

Глава 2. Практическая часть

В ходе опроса учащихся и учителей «МАОУ «Цаган-Моринская СОШ» было предложено ответить на следующие вопросы:

1. Что вы слышали об «умной» одежде и почему ее так называют?
2. Как вы думаете, как будет выглядеть одежда будущего?
3. Будут ли школьники будущего носить «умную» одежду?
4. Верите ли вы в то, что «умная» одежда увеличит наши шансы на выживание?
5. «умная» одежда – это фантастика или реальность?

Результаты опроса показали следующее: из 35 опрошенных учащихся на первый вопрос ответили «да»  девочки 7-8 классов (6 чел.), так как они на уроках технологии беседовали с учителем на эту тему. 10 учащихся ответили, читали статьи про «умную» одежду в сети Интернет. Остальные 19 человек дали отрицательный ответ. Из  7 опрошенных учителей на первый вопрос 3  учителей сказали, что слышали об «умной» одежде, но не имеют представления как они выглядят.

На второй вопрос про одежду будущего, старшеклассники (14 учащихся) описывали одежду из фантастических фильмов. Остальные 21 чел. ответили, что не имеют представления. Все учителя предположили, что «умная одежда» будет напичкана электронными устройствами и чипами, а какие функции они будут выполнять они не имели представления.

На третий вопрос все респонденты ответили «да».

На четвертый вопрос  20 чел. предположили, что одежда будущего увеличит шансы на выживание. Остальные 15 чел. сказали, что «умная» одежда будет вредной для здоровья, и она будет неудобной. Все учителя сказали, что «умная» одежда, если она выполняет защитную функцию, то может увеличить шансы на выживание.

На пятый вопрос 25 человек утвердили, что это реальность, 17 человек сказали, что «умная» одежда из области фантастики.

 Выводы

В опросе приняли участие 36 учащихся и 7 учителей. После обработки результатов анкетирования. Я пришла к выводу, что «умная» одежда  остается для большинства населения областью научной фантастики и многие не представляют какой будет одежда будущего. Молодое поколение одежду будущего ассоциируют  с одеждой героев из фантастических кинофильмов. Педагоги нашей школы, считают, что «умная» одежда напичканная электронными устройствами и чипами будет вредна для здоровья человека.

                                                  Заключение

        Последнее 10-летие 20-го и начало 21-ого веков отмечены беспрецедентным развитием прорывных технологий  во все области быта, техники и науки. Одним из главных объектов использования достижений в областях, связанных с новыми поколениями полимеров, микро- и наноэлектроники, бионики и др.,  является производство нового поколения волокон, «умного» текстиля и одежды. В свою очередь «умный» текстиль  и одежда, приобретая новые и существенно улучшая традиционные свойства, чрезвычайно расширили области использования текстиля: все виды транспорта, включая космос, защитная одежда для армии и силовых структур, спорта (особенно экстремальный), медицины, строительство, сельское хозяйство, экология и др. расширились возможности использования «умного» текстиля и одежды в традиционных областях: одежда с новыми эстетическими эффектами и IT функциями, домашний текстиль с защитными, предупреждающими риски функциями, с управляемыми эстетическими эффектами. Носимая электроника в «умной» одежде, способна значительно улучшить современные условия жизни человека, предоставляя ему более широкий спектр информации и оптимизируя распределение нагрузки на организм. Стоит ожидать, что 3d принтеры производящие такую одежду станут такой же обыденной вещью, как и швейная машина в текстильном цеху

    Перечисленные новые свойства, функции «умной» одежды, области ее применения – это только начало технологической революции в области производства волокон, текстиля и одежды..Я думаю, что «умная» одежда – это фантастика, ставшая реальностью в 21 веке. Гипотеза: «умная» одежды улучшит качество жизни человека в будущем,  подтверждена вышеизложенными фактами.

        К сожалению, этот мировой тренд, имеющий важный вклад в социальную экономику, не находит отражение в федеральных планах развития РФ.

    Когда я сравниваю жизнь лет ста назад и настоящую, я вижу, какого колоссального прогресса мы достигли. Та жизнь, кажется мне «каменным веком», но когда я изучаю то, что ждёт нас в будущем, создаётся ощущение, что мы сейчас живём в «каменном веке».

        Возможно,  пройдет еще несколько лет, и мы не сможем понять, как обходились без «умной» одежды и носили «глупую» одежду.

Список литературы

1.Г.Е.Кричевский. Нано-, био-, химические технологии и производство нового поколения волокон, текстиля и одежды. М., 2011 г. 528 с.

2.Г.Е.Кричевский. Волокна прошлого, настоящего и будущего. 26.01.2012. портал NNN.

Интернет – ресурсы:

1. https://geektimes.ru/company/dataart/blog/266634/
2. http://umniedoma.ru/umnaya-sensornaya-odezhda-sdelaj-zhizn-proshhe/
3. https://habrahabr.ru/company/madrobots/blog/227485/
4. http://profashion.ru/analytics/161514/