Традиционные электрогрелки и электроодеяла, хоть и дарят тепло и помогают справиться с холодом, но при длительном использовании могут представлять опасность. Риск перегрева, гипертермии и даже ожогов – серьезная проблема так называемого электронного текстиля, особенно для уязвимых групп населения. Перегрев кожных участков, вплоть до гипертермии и ожогов, становится реальной угрозой при бесконтрольном использовании электрогрелки.

Чтобы решить эту проблему, группа ученых разработала принципиально новую «умную» куртку. Этот высокотехнологичный предмет гардероба оснащен целым комплексом передовых разработок: датчиками внешней среды, нагревательными элементами из особых нитей, меняющих цвет в зависимости от температуры, и, что самое главное, интеллектуальной системой управления на базе искусственного интеллекта (ИИ). Именно ИИ берет на себя контроль за температурой, гарантируя эффективный обогрев без риска перегрева. Детальное описание разработки и результаты ее испытаний были опубликованы в авторитетном научном издании ACS Applied Materials & Interfaces.

Следует отметить, что электронный текстиль сам по себе – уже не новинка. Существуют модели, способные отслеживать физиологические показатели владельца, такие как пульс и давление, или подключаться к мобильным приложениям для регулировки температуры. Тем не менее, даже при наличии этих функций, риск травм, связанных с перегревом, сохраняется. Особенно уязвимы пожилые люди, чья чувствительность к теплу снижена, а также пациенты домов престарелых и специализированных учреждений, где постоянный температурный мониторинг не всегда возможен.

Именно на повышение безопасности электронного текстиля и был направлен проект Жанны Тан и ее коллег. Их идея заключалась в том, чтобы объединить возможности искусственного интеллекта с термохромными материалами. В результате была создана ткань, способная не только эффективно согревать, но и исключать возможность перегрева, а также наглядно демонстрировать текущую температуру для простоты контроля.

В основе «умной» куртки лежит инновационный е-текстиль, включающий в себя нагревательные нити с серебряным покрытием и два вида термохромных нитей. Серебряное покрытие обеспечивает эффективный нагрев, делая при этом нити более тонкими и гибкими по сравнению с традиционным углеродным волокном. Система управления температурой на базе ИИ была обучена на основе данных, полученных от пятидесяти добровольцев, различающихся по возрасту, полу и комплекции. В ходе испытаний, проходивших в условиях меняющейся температуры, влажности и ветра, каждый участник определял для себя наиболее комфортный уровень тепла.

Дополнительным элементом безопасности стали цветные индикаторы температуры. Первый тип термохромных нитей меняет цвет с фиолетового на розовый, сигнализируя о достижении температуры выше 30 градусов Цельсия – это удобно для визуального контроля днем. Для использования в темноте предусмотрен второй тип нитей – полимерное оптическое волокно, излучающее синее, желтое или красное свечение при достижении температур 30°C, 40°C и 50°C соответственно.

В ходе демонстрации куртка подтвердила свою эффективность. Термохромные и оптические волокна точно отображали температуру нагрева, а система ИИ безошибочно определяла комфортный уровень тепла и поддерживала его, независимо от изменений внешней среды. Разработчики уверены, что их технология е-текстиля найдет широкое применение в самых разных областях – от автомобильных кресел и мебели с подогревом до космических скафандров.