ألبسة المستقبل الذكية تغير الألوان وتخزن البيانات الرقمية

تضم تجهيزات تقنية غير عادية

ملابس تنشط ألوانها بفعل التغيرات في الضوء المحيط أو درجة حرارة

في المستقبل، عندما تنسون شاحن الهاتف في المنزل، لن يعني هذا الأمر إلا شيئاً واحداً وهو أنكم نسيتم ارتداء أحد سراويلكم. وكما صرفت الهواتف الذكية تركيز المستخدمين عن أجهزة الكومبيوتر، من المتوقع أن تنقل الملابس الذكية الأجهزة الإلكترونية من جيوبنا إلى أكمامنا.
لا يزال الجيل الحالي من التكنولوجيا القابلة للارتداء التي تتضمن النظارات والساعات الذكية هامشياً جداً وأقل من عادي. فبعد أن فقدت نظارات «غوغل» بريقها، تبين أن نحو ربع الأشخاص الذين يبتاعون أجهزة لمراقبة لياقتهم البدنية يخسرون اهتمامهم بها مع الأيام. لكن الملابس التي تضم في تصميمها أجهزة إلكترونية ستبلغ مستوىً جديداً من التطور على صعيد اندماج التقنية في حياتنا.
- ملابس ذكية
سنوات قليلة تفصل معظم تصميمات الملابس الذكية عن الأسواق الاستهلاكية. في الواقع، كثير من هذه الإصدارات لا يزال في المختبرات، لكن خبراء الموضة والأزياء والتقنية بات بإمكانهم التطلع إلى مستقبل تعرض فيه الملابس الإلكترونية في مجلة «فوغ»... وإليكم فيما يلي لمحة عنها:
- ملابس تغير ألوانها. إن حياكة الملابس من خيوط ذات ألوان متغيرة سيضفي على جملة «ملابس تتناسب وأي شيء» معنىً جديداً كلياً. ومعظم الأقمشة المصنوعة من خيوط متغيرة الألوان، كالقمصان التي تعمل بتأثير أشعة الشمس وتتراوح ألوانها بين الأبيض وقوس القزح، تنشط بفعل التغيرات في الضوء المحيط أو درجة حرارة الجسم. واليوم، نجح الباحثون في ابتكار ملابس يتغير لونها بواسطة نقرة على شاشة الهاتف الذكي.
عرضت هذه الملابس لأول مرة في 14 أبريل (نيسان) الماضي خلال اجتماع جمعية بحوث المواد الربيعي الذي عقد في مدينة فينيكس الأميركية، وهي مصنوعة من حبكات توازي سماكتها بعض ضفائر الشعر البشرية المجتمعة. ونقلت مجلة «ساينس نيوز» عن جوشوا كوفمان، وهو باحث متخصص بالبصريات والضوئيات، ومطور مشارك في ابتكار هذه الحبكات في جامعة «سنترال فلوريدا» في أورلاندو، أن كل واحدة من هذه الحبكات تتضمن سلكاً نحاسياً مكسواً بغلاف من البوليمر، المصنوع من البولييستر، أو النايلون، أو غيرها من المواد، بحسب النعومة أو المتانة التي يريدها المستهلك في القماش.
تحمل أكمام البوليمر هذه صباغاً تعمل على تغيير اللون استجابة لتغيرات الحرارة التي قد لا يشعر بها المرتدي، الذي يتحكم في شكل ملابسه من خلال إرسال إشارات واي - فاي من هاتفه الذكي إلى بطارية موصولة باللباس.
- نسيان الهوية والمفاتيح سيصبح من الماضي. في يوم من الأيام، ستصبحون قادرين على تجميل ملابسكم ببيانات كافية تتيح لكم الدخول إلى المبنى الذي تريدونه. وقد طور الباحثون ملابس تخزن كلمات مرور مصنوعة من خيط يحتوي على حشوات فضية أو نحاسية. في الوضع الطبيعي، تكون الأقطاب المغناطيسية للذرات في هذه الخيوط المعدنية باتجاهات عشوائية. لكن حمل مغناطيس بالقرب من الخيط سيؤدي إلى رصف الأقطاب في قسم واحد من الملابس للإشارة شمالاً أو جنوباً. تعمل هذه الاتجاهات المغناطيسية على ترميز القليل من البيانات، واحد أو صفر، تقرؤها أداة تعرف بالمقياس المغناطيسي.
يحتفظ هذا القماش المبطن بالبيانات، والذي أعلن عنه في أكتوبر (تشرين الأول) الماضي في مقاطعة كيبيك الكندية في ندوة هيئة آلات الحوسبة حول واجهة المستخدم للبرمجيات والتكنولوجيا، بمعلوماته المغناطيسية خلال الغسيل والتجفيف والكي، في المدى القريب على الأقل. وتتراجع قوة إرسال البيانات بنحو 30 في المائة خلال الأسبوع الواحد.
- ضوء وطاقة
• ملابس ضوئية. ستبدو الملابس الحيوية المستقبلية مختلفة قليلاً عن الملابس غير الجميلة التي تتلقونها كهدية من الأجداد والجدات، وستميل بتصميمها إلى البدلات الأنيقة التي ترونها في الأفلام.
أضاءت الممثلة كلير دينس مهرجان «ميت غالا 2016» بفستان مزيّن بأضواء الصمامات الثنائية الباعثة للضوء التقليدية (ليد). لكن هذه الأضواء صلبة وقاسية، ولا يمكن تصميم ملابس يومية مريحة منها، حسب سيونيل كوون، مهندس في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتقنية في دايجون، كوريا الجنوبية. في المقابل، تعتبر أضواء الليد العضوية والأوليد خيارات مرنة بتركيبة رقيقة وطيعة كالشفرة.
• طاقة من أشعة الشمس وحركة الجسم. يرى راجان كومار، مهندس متخصص بالنانوية من جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، أن «أحداً لن يرغب في خلع قميصه ووصله بالكهرباء» بعد يوم طويل ومتعب في العمل. تعتبر البطارية الطويل الأمد عنصراً رئيسياً في تطوير الملابس الذكية، لكن، لِمَ لا يتم تصميم ملابس قادرة على تحويل أشعة الشمس والطاقة الحركية إلى كهرباء؟
بدأ الباحثون في الحديث عن الأقمشة الحاصدة للطاقة لأول مرة عام 2016 في دورية «نتشور إينيرجي». يتميز هذا القماش المصنوع بشكل رئيسي من البوليمرات الصناعية وألياف الصوف، بالوزن الخفيف والمرونة وقابلية التبخر. يقول جان تشين، مهندس وعالم متخصص بالمواد من جامعة ستانفورد، الذي طوّر هذا العمل في مختبر «زونج لين وانج» في معهد «جورجيا تك»، إن قطعة قماش بمقاس 4 بـ5 سنتمترات يرتديها المستخدم خلال الجري كفيلة بشحن هاتف محمول.
تتألف هذه الرقعات القماشية الجاذبة لأشعة الشمس من أسلاك ضوئية. عندما تضرب أشعة الشمس أحد هذه الأسلاك، تسحب الإلكترونات خارج الذرات إلى طبقة واحدة من القماش، تاركة خلفها الثقوب ذات الشحنة الإيجابية. تجمع طبقة أخرى من الإلكترونات الموصلة للكهرباء في السلك جميع الإلكترونات الطليقة، في الوقت الذي تتولى فيه طبقة ثالثة جمع الثقوب ذات الشحنة الإيجابية. يساهم هذا الفصل بين الشحنات بتكوين تيار كهربائي لإنتاج طاقة تشحن الأجهزة.
• طاقة من حرارة الجسم. إن تجهيز الملابس بمولدات تعمل بالطاقة الكهروحرارية قد يتيح تحويل حرارة الجسم إلى كهرباء.
يعمل باحثون في جامعة نورث كارولينا في رالي على محول بحجم زر، يحتوي على شبكة من الأعواد الموصلة للطاقة موضوعة بين صفيحتين من السيراميك. عندما تكون حرارة إحدى جهتي المولد أعلى من الأخرى، لنقل عندما تكون هذه الجهة أقرب إلى بشرتكم بينما الجهة الأخرى مكشوفة للهواء، تتحرك الإلكترونات الموجودة في الجهة الساخنة في كل عود موصل للكهرباء. تنتشر هذه الإلكترونات باتجاه الجهة الباردة من الجهاز، لتخلق تياراً كهربائياً خفيفاً حول العود. يرسم وصل الطرف الإيجابي لكل عود بالطرف السلبي للعود الآخر هذه التيارات على شكل بطاريات متراصفة في مصباح كهربائي.
عمل داريوش فاشاي، مهندس كهربائي جامعة كاليفورنيا الشمالية وزملاؤه على زرع هذه المولدات الكهروحرارية في قميص. عندما يكون الشخص الذي يرتدي هذه القميص جالساً في مكان ما، لن ينتج المحول الكثير من الطاقة؛ لأن الاختلاف بين حرارة الجسم والهواء المحيط طفيف جداً. أما في حال كان الشخص الذي يرتديها يمشي أو يجري، سيعمل ارتفاع درجة حرارة جسمه على تسخين جهة المولد الموجودة داخل القميص، في الوقت الذي تبرد فيه الرياح الجهة المكشوفة منه. في أحد الاختبارات، ضخت المحولات نحو ستة ميكرو واط من الطاقة في السنتيمتر المربع عندما كان مرتدي القميص يمشي، و18 ميكرو واط في السنتيمتر المربع عندما كان يجري، بحسب ما أفاد الباحثون في دورية «آبلايد إنرجي» عام 2016.