Sina Carvajal Vargas Smart Clothes - Textilien mit Elektronik Was bietet der Markt der Intelligenten Bekleidung? ISBN: 978-3-8366-2230-1 Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2009 Titelgestaltung: Sina Carvajal Vargas, Titelbild: © Arndt Hoppe Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtes.

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© Diplomica Verlag GmbH http://www.diplomica-verlag.de, Hamburg 2009

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Stichwort: Augmented reality, clever clothing, communication wear, computational fabrics, computerised clothes, Computer zum Anziehen, cyber-wear, disappearing computing, dress to communicate, e-broidery, electronic embroidery, e-couture, eDress, e-Dress, e-textiles (electronic), ewear, e-wear, e wear, fashion brainducts, fibre-computing, functional fashion, high tech fashion, HighTex, HYPE-Wear -> High-Tech Promotion und Event Kleidung, intelligent apparel, i-clothes, I clothes, intelligent clothes, intelligent fabrics, intelligent material, Interactive Electronic Tex-tiles – IET’s, invisible computing, i-textiles (interactive), iwear, i-wear, i wear, smart apparel, smart clothes, smart fabrics, smart wear, Texatronik -> Textilien + Elektronik, Clever Clothing, TIMES-Wear -> Telekommunikation Information Mul-timedia Entertainment und Sicherheit integriert in High Tech fashion, net-wear, pervasive computing, PROCOS -> Product Content Service, softwear and soft-ware, SPIN -> Smart Clothes Innovation Network, ubiquitous computing, wearable computering, wearable computing, wearable computers, wearable electronics, wearables, WearCom.

- SMART CLOTHES -

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Danksagung

Ich danke meinen ehemaligen Tutoren Hr. Jochen Tensfeldt, Prof. der Textilche-

mie, und Hr. Thomas Meyer zu Capellen, Lehrbeauftragter für Textiltechnik, an der

HAW Hamburg, für die wohlwollende Unterstützung mit stets offenem Ohr und Tür

bei dieser im September 2005 abgeschlossenen Untersuchung. Darüber hinaus

möchte ich mich bei dem Team des European Space Incubator – ESI der ESA in

Katwijk, Niederlande, für die interessanten Gespräche und Informationen bedan-

ken. Ein lobendes Wort möchte ich ebenfalls an die Mitarbeiter der Hohensteiner

Institute richten, die auf Anfragen stets freundlich, zügig und unkompliziert reagier-

ten. Auch Hr. Torsten Linz vom IZM Fraunhofer Institut möchte ich hier erwähnen,

der so freundlich war, mir einen Teil seiner Forschungsergebnisse zur Verfügung

zu stellen. Ich danke meinem Mann Javier Carvajal Vargas für die Motivation und

Unterstützung. Zuletzt möchte ich noch den vielen Firmen und Experten danken,

deren Informationen und Abbildungen ich verwendet habe und hoffe, auf ihr Ver-

ständnis dafür, dass ich diese unter Angabe der Quellen verwendet habe.

5

Vorwort

In den letzten Jahren nahm die Bedeutung der Elektronik in unserm Leben immer

mehr zu. Im Zuge der Entwicklung der Technologiebranchen, wie z.B. der Mikro-

systemtechnik oder der Nanotechnologie, sind die elektronische Geräte und Kom-

ponenten immer kleiner und damit auch mobil geworden. Elektronik bzw. künstli-

che Intelligenz wird zunehmend ein Hilfsmittel in unserem Alltag und soll zukünftig

unsichtbar in unsere Umgebung eingegliedert werden. Im Rahmen dieser Entwick-

lung ist auch vermehrt von der Integration von Elektronik und/oder künstlicher In-

telligenz in Kleidung die Rede. In den letzten Jahren häufen sich die Medienbe-

richte über derartige Bekleidungstücke – „Smart Clothes“, wie z.B. Jacken mit

Handy und MP3-Player oder Anzüge, die die Vitalfunktionen überwachen.

Ist erst einmal die Neugierde geweckt, stellt der interessierte Beobachter schnell

fest, dass es zwar (nach intensiver Nachforschung) eine Fülle von Zeitungsartikeln

und Informationen im Internet gibt, jedoch kaum zusammenhängende Informatio-

nen zu diesem Thema erhältlich sind. In Fachbüchern findet man oft kurze Ab-

schnitte zu einzelnen Produkten, die jedoch in Bezug auf die Smart Clothes The-

matik eher zusammenhangslos dargestellt werden.1 Die wenigen, zum Teil teuren

Fachbücher2 zum Thema, sind nicht jedermann zugänglich oder bekannt. Darüber

hinaus liegt ihr Schwerpunkt auf der Analyse der Realisierbarkeit und Rentabilität.

Es existieren jedoch auch viele Entwicklungen mit philosophischerem oder sehr

visionärem Hintergrund, die hier nicht miteinbezogen werden. Es existiert also

keine Literatur, die auf einfache und übersichtliche Weise, die Gesamtheit der be-

stehenden Produkte und Entwicklungen darstellt sowie die damit zusammenhän-

genden Themen behandelt. Deshalb möchte ich mich in dieser Untersuchung mit

der Frage „Was ist der Status Quo der Smart Clothes?“ beschäftigen. Dabei

möchte ich einzelne Produkte klar strukturieren und detaillierter beschreiben sowie

generell auf das Thema Smart Clothes und die damit einhergehenden Problem-

stellungen (also Bedeutung und Anforderungen) eingehen. Hierbei ist mir eine

1 Knecht, Petra: Funktionstextilien… (Hrsg. Deutscher Fachverlag) 2003 2 Im wesentlichen 3 Fachbücher: Meechels, Stefan…:Smart Clothes. 2004; Kirchdörfer, Elfriede…: Smart- Clothes- Technologien für die Bekleidungsindustrie. 2003; Hartmann..: high-tech-fashion. 2003.

6

einfache und für jeden zugängliche Wortwahl wichtig, da diese Untersuchung dem

interessierten Leser als Kompendium3 für Smart Clothes dienen soll. Für Experten

wird diese Untersuchung dabei weniger eine Erhebung neuen Wissens sein, son-

dern vielmehr eine gezielte Zusammenstellung von Expertenwissen und Produkt-

innovationen.

Aufgrund der begrenzten Zugänglichkeit von Informationen, basiert meine Re-

cherche weitgehend nur auf Zeitschriften- und Zeitungsartikeln, Informationen aus

dem Internet und Herstellerbroschüren. Da viele Produkte gehütete Innovationen

sind und noch nicht so gut funktionieren wie es wünschenswert wäre, meiden viele

Hersteller Publizität und vertreiben ihre Produkte nur auf selektierten Absatzwe-

gen. Daher wurde meine Hoffnung Informationen aus erster Hand von den Her-

stellern zu erhalten, leider nicht erfüllt, so dass ich mich hier weitgehend auf

Sekundärquellen beziehe. Darüber hinaus wurden zum Ende meiner Unter-

suchung Informationen aktualisiert und/oder standen mir dann erst zur Verfügung.

Diese habe ich zwar mit einfließen lassen, sie konnten jedoch keinen Einfluss

mehr auf die Struktur der Untersuchung nehmen. Da auch die Informationsdichte

über die einzelnen Produkte unterschiedlich stark ausgeprägt ist und die Produkte

sehr unterschiedlich von einander sind, habe ich in der Untersuchung keine struk-

turell einheitliche Darstellungsform wie z.B. Tabellen gewählt. Es erschien mir

sinnvoller die einzelnen Produkte spezifisch darzustellen. Dabei war es mir wich-

tig, nicht nur ihre technischen Besonderheiten, sondern ggf. auch ihren Zweck und

die dahinter steckende Philosophie darzustellen.

Nachdem ich mich in das Thema eingearbeitet hatte, bin ich auf weitaus mehr

Entwicklungen gestoßen, als zunächst erwartet. Die Vielzahl der Entwicklungen -

die auf den Weltmarkt bezogen jedoch relativ gering ist - diente mir als Grundlage,

um eine Gliederung zu erstellen. Jedoch werde ich in dieser Untersuchung bei

weitem nicht alle Entwicklungen vorstellen. Ich lege also keinen Wert auf Voll-

ständigkeit, hinsichtlich der Menge der verschiedenen Produkte. Vielmehr geht es

mir darum, ein Gesamtbild der Entwicklung, durch die Vorstellung spezifischer

3 Kompendium – Handbuch, Leitfaden, Zusammenfassung, Übersicht.

7

Produkte zu erzielen. Generell habe ich die Produktentwicklungen auf weltweiter

Ebene einbezogen, was aufgrund der weiten Verbreitung der englischen Sprache

möglich war. Dennoch bestanden - insbesondere im asiatischen Raum - sprachli-

che Barrieren, die eine Erhebung in diesem Bereich nur schwer möglich machten.

8

Liste der Symbole und Kürzel

3w – www für world wide web

CAD – Computer Aided Design, computergestütztes Design

CE – Abkürzung für Europäische Gemeinschaften (französisch „Commu-

nautés Européenes“) Kennzeichnung für ein Produkt, dass den

Richtlinien der EU entspricht.

CNT – Carbon Nanotubes, Karbon Nano-Hohlraumfasern

CPU – Central processing unit – Mikroprozessor

DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency

EL – Elektrolumineszenz, siehe S.181siehe S.181

EMPA – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt der ETH

ESTEC – European Space Research & Technology Center, The Netherlands

ETH – Eidgenössische Technische Hochschule (Zürich, der Schweiz)

ETHZ – Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz

F&E – Forschung und Entwicklung

FIZM – Fraunhofer Istitut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration

GB – Giga Byte

GIT – Goergia Institute of Technology

GPS – Global Positioning System

GSM – Global System for Mobile Communications

GPRS – General Packet Radio Service. Eine Art, im Netz Daten zu übertra-

gen, bei der nicht für jeden Teilnehmer eine dedizierte Datenverbin-

dung aufgebaut, sondern die Gesamtmenge der zur Verfügung

stehenden Übertragungsressourcen, nach Bedarf den einzelnen

Teilnehmern zugeteilt wird. Die Daten werden hierbei Paketweise

übertragen.

HAW – Hochschule für angewandte Wissenschaften

HF – Hochfrequenz, hochfrequenter Bereich

NF – Niederfrequenz, niederfrequenter Bereich

ICT – Engl. Information and Communication Technologies, siehe IKT

IZM – (Fraunhofer) Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration

IFM – International Fashion Machines

9

IKT – Informations- und Kommunikations-Technologie

KSI – Klaus Steilmann Institut für Innovation und Umwelt GmbH, Bochum

LCD – Liquid Cristal Display, siehe S.181

LED – Light emitting diode – Leuchtdioden

Mio – Millionen

MIT – Massachusetts Institute of Technology

o.D. – Ohne Datum

o.J. – Ohne Jahresangabe

o.O. – Ohne Ortsangabe

OLED – Organic Light Emitting Diode, siehe S.181

PA – Polyamid

PCM – Phase Change Material, Materialien, die über die Änderung ihrer

Phase fest/flüssig Energie in Form von Wärme speichern können

und diese später wieder abgeben.

PES – Polyester

R&D – engl. Research and Development, siehe F&E

RWTH – Rheinisch- Westfälische Technische Hochschule Aachen

SC – Engl. Smart Clothes – Intelligente Kleidung

SQ – Status Quo, gegenwärtiger Zustand

Std. – Stunde

TITV – Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland

TNF – The North Face

TÜV – Technische Überwachungsvereine

TZI – Technologisches Zentrum Informatik an der Universität Bremen

vti – Verband der Nord- Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie

$ – US Dollar

10

Inhaltsangabe

BUCH TEIL I DANKSAGUNG....................................................................................................... 4

VORWORT ............................................................................................................ 5

LISTE DER SYMBOLE UND KÜRZEL ......................................................................... 8

EINLEITUNG ........................................................................................................ 13

A BEDEUTUNG VON SMART CLOTHES ................................................... 15

1 WAS SIND SMART CLOTHES? ....................................................................... 15 1.1 Andere Begriffe für Smart Clothes ......................................................................... 18 1.2 Platzierung der SC innerhalb der Technologiebranchen ..................................... 19 1.3 Platzierung der Smart Clothes innerhalb textiler Innovationen .......................... 20 1.4 Sinn und Zweck der Smart Clothes ........................................................................ 23 1.5 Ab wann ist Kleidung intelligent?........................................................................... 26

2 DARSTELLUNG DER AUSGANGSSITUATION..................................................... 29 2.1 Die Entwicklungsgeschichte der Smart Clothes................................................... 29 2.2 Die Ausgangssituation der Smart Clothes ............................................................ 33

3 SC ALS CHANCE FÜR DIE BEKLEIDUNGSINDUSTRIE ........................................ 37

4 ZUSAMMENFASSUNG DER BEDEUTUNG VON SMART CLOTHES......................... 43

B STATUS QUO DES ANGEBOTS UND DER F&E VON SC......................... 45

5 EINTEILUNG DER SMART CLOTHES................................................................ 45 5.1 Wellness, Health & Care .......................................................................................... 49

5.1.1 Gesundheitsüberwachung................................................................................................... 49 5.1.2 Aktiv thermoregulierende Bekleidung.................................................................................. 66

5.1.2.1 Aktiv wärmende Systeme .......................................................................................... 67 5.1.2.2 Systeme mit regulierbarer Wärmeisolation ................................................................ 76 5.1.2.3 Aktiv kühlende Systeme............................................................................................. 79 5.1.2.4 Zusammenfassung aktiv thermoregulierender Bekleidung ........................................ 86

5.1.3 „Sehhilfe“ für Blinde............................................................................................................. 88 5.1.4 Haltungskorrektur ................................................................................................................ 89 5.1.5 Massage.............................................................................................................................. 91 5.1.6 Abschlussbemerkung Wellness, Health & Care .................................................................. 93

11

5.2 Protection & Security ............................................................................................... 95 5.2.1 Alarm-Systeme.................................................................................................................... 95 5.2.2 Personen-Schutz-Systeme................................................................................................ 100 5.2.3 Warn-Systeme................................................................................................................... 105 5.2.4 Tarn-Systeme.................................................................................................................... 109 5.2.5 Armee-Systeme................................................................................................................. 110

5.3 Information & Communication .............................................................................. 113 5.3.1 Media Player und Mobile Kommunikation ......................................................................... 113 5.3.2 Business Kommunikation .................................................................................................. 127 5.3.3 Tragbares Gedächtnis....................................................................................................... 132 5.3.4 Net –Wear ......................................................................................................................... 134 5.3.5 Tragbare Displays ............................................................................................................. 137

5.4 Fashion, Sports & Fun ........................................................................................... 143 5.4.1 Leuchtende Bekleidung..................................................................................................... 146 5.4.2 Kleidung zur Interaktion mit Musik..................................................................................... 153 5.4.3 Intelligente (Sport-) Schuhe............................................................................................... 157

5.5 Business, Interaction & Control............................................................................ 161 5.6 Sondergruppen....................................................................................................... 165 5.7 Morphologie des Status Quo der Smart Clothes ................................................ 165

6 WEARABLE ELECTRONICS UND ADAPTIERBARE GERÄTE ............................... 173 6.1 Wearable Computer................................................................................................ 173 6.2 Head Mounted Displays ......................................................................................... 174 6.3 Digital Jewellery und Successories...................................................................... 175

7 STATUS QUO DER KOMPONENTEN ZUR ERSTELLUNG VON SC....................... 177 7.1 Komponenten zur Erzeugung von Energieautonomie ....................................... 178

7.1.1 Batterien............................................................................................................................ 178 7.1.2 Thermogeneratoren........................................................................................................... 182 7.1.3 Piezoelektrische Elemente ................................................................................................ 184 7.1.4 Solarzellen......................................................................................................................... 184 7.1.5 Beispiele energieerzeugender Textilien ............................................................................ 186

7.2 Komponenten zur Erstellung von Netzwerken.................................................... 190 7.2.1 Elektrisch oder optisch leitende Fasern/Garne.................................................................. 190 7.2.2 Weitere elektrische Leiter .................................................................................................. 196 7.2.3 Verarbeitung der leitenden Materialien.............................................................................. 197 7.2.4 Beispiele von Bekleidung als textile Netzwerke................................................................. 202

7.3 Komponenten zur Bedienung ............................................................................... 205 7.3.1 Einlagen basierte Bedienelemente.................................................................................... 205

7.3.1.1 Gestickte Bedienelemente ....................................................................................... 205 7.3.1.2 Textile Schaltungen ................................................................................................. 206

7.3.2 Mehrlagenbasierte Bedienelemente.................................................................................. 207 7.3.2.1 Bedienelemente durch Abstandsgewirke................................................................. 207 7.3.2.2 Flache mehrlagen Bedienelemente ......................................................................... 210

7.4 Zur Wahrnehmung.................................................................................................. 217

12

7.5 Sonstige Elemente.................................................................................................. 222 7.6 Zusammenfassung des Status Quo der Komponenten ..................................... 224

C ANFORDERUNGEN AN SMART CLOTHES ......................................... 226

8 ANFORDERUNGEN...................................................................................... 226 8.1 Generelle Anforderungen an Smart Clothes ....................................................... 227 8.2 Fertigungstechnische Anforderungen ................................................................. 231 8.3 Gesundheitliche Anforderungen........................................................................... 237

8.3.1 Gefahr durch Elektrosmog ................................................................................................ 237 8.4 Technische Anforderungen................................................................................... 240

8.4.1 Daten- und Abhörschutz.................................................................................................... 240 8.4.2 Datenfluss- und Zugriffsgeschwindigkeit ........................................................................... 241

8.5 Rechtliche Anforderungen .................................................................................... 241 8.6 Ökologische Anforderungen ................................................................................. 242 8.7 Zusammenfassung der Anforderungen ............................................................... 243

9 SCHLUSSWORT.......................................................................................... 246

STICHWORTVERZEICHNIS ................................................................................... 252

BUCH TEIL II APPENDIX 1 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................ 260

2 ABBILDUNGSVERZEICHNIS ............................................................................. 277

3 FILMVERZEICHNIS.......................................................................................... 290

4 TABELLENVERZEICHNIS ................................................................................. 291

5 EINTEILUNG DER SMART CLOTHES ................................................................. 292

6 MORPHOLOGIE DER KOMPONENTEN ............................................................... 303

13

EINLEITUNG

Ziel dieser Untersuchung ist es, dem interessierten Leser ein Art Kompendium

über Smart Clothes zur Hand zu geben, um ihn mit der Entwicklung vertraut zu

machen, die sich in den letzten Jahren im Bereich der Bekleidung mit elektroni-

schen Komponenten vollzogen hat. Trotz des großen Potenzials des Bereiches

dieser so genannten „Smart Clothes“, ist er von der Bekleidungsindustrie, wie

auch vom Endverbraucher über viele Jahre weitgehend unentdeckt geblieben.

Deswegen möchte ich aufzeigen, wie weit sich dieser Bereich schon entwickelt

hat. Dabei werde ich nicht nur auf marktreife Produkte eingehen, sondern auch

Entwicklungsideen und Forschungsprojekte darstellen. Diese Untersuchung soll

dem Leser damit einen Überblick über den Status Quo des Angebots und der

Forschung und Entwicklung im Bereich der Smart Clothes vermitteln mit dem Ziel,

ein gewisses Verständnis und Bewusstsein über diese zu erzeugen. Dabei hoffe

ich, dass die dargestellten Entwicklungen beim Leser weitere Ideen anregen und

diese Untersuchung als Grundlage für weitere Entwicklungen verwendet werden

kann.

Damit ein Gesamtbild erzeugt werden kann, in dem sich die Entwicklung der

Smart Clothes vollzieht, werde ich den Begriff Bekleidung im weitesten Sinne auch

auf Accessoires und Schuhe beziehen. Die Untersuchung ist dem Titel entspre-

chend in 3 Blöcke; A Bedeutung, B Status Quo und C Anforderungen unterteilt

und bietet am Ende jeder größeren Einheit (Block A, C. Kap. 5, 7) eine Zusam-

menfassung bzw. Übersicht an. Zunächst werde ich in Block A auf die Bedeutung

der SC im Sinne von Begriffsdefinitionen und deren Eingliederung eingehen. Dar-

über hinaus wird ihr Sinn und Zweck und damit ihre Bedeutung für den Verbrau-

cher sowie ihre Bedeutung für die Zukunft der Bekleidungsindustrie erörtert. Im

Block B, dem Hauptteil dieser Untersuchung, wird dann der Status Quo des Ange-

bots und der Forschung und Entwicklung von SC beschrieben. Hierbei werden die

Produkte in Kap. 5 in verschiedene Kategorien (Anwendungsbereiche) eingeteilt,

die einerseits auf bestehenden Einteilungen aus der Fachliteratur basieren, ande-

rerseits durch eine eigenen Aufstellung (siehe Appendix 1) bestätigt und weiter

unterteilt wurden. Innerhalb dieser Kategorien werden ausgesuchte Produktbei-

14

spiele vorgestellt, die durch ihre Summe und Vielfältigkeit einen Überblick über die

Gesamtsituation erschaffen sollen. Im Kap. 6 werden dann einige elektronische

Komponenten im Sinne von für sich stehenden Geräten vorgestellt. Diese so ge-

nannten wearable electronics werden im Zuge der Entwicklung eine wichtige Be-

deutung vorwiegend für die Adaption in Bekleidung einnehmen. Das Kap. 7 stellt

dann die Einzelkomponenten wie leitfähige Textilien oder textile Bedienelemente

vor, die zur Erstellung von SC benötigt werden. Dabei werde ich kurz auf die zu-

künftigen Technologien in diesem Bereich eingehen, um mögliche Trends aufzu-

zeigen und den Blick des Lesers in die Zukunft zu richten. Als weiterer Punkt wer-

den in Block C, Kap. 8 die Anforderungen dargestellt, die an SC bzw. im Zusam-

menhang mit diesen gestellt werden. Im Schlusswort werden schließlich die ge-

wonnenen Erkenntnisse zusammengefasst und bewertet.

15

A Bedeutung von Smart Clothes

In diesem Block soll deutlich gemacht werden, was der Begriff Smart Clothes an

sich bedeutet sowie was man darunter im weitesten Sinne versteht und wann die

Bezeichnung „smart“ wirklich zutrifft. Hierzu werden die SC in ihr Umfeld einge-

ordnet, ihr Sinn und Zweck und damit ihre Bedeutung für den Träger erörtert. Dar-

über hinaus soll die Bedeutung der SC für die Zukunft der Bekleidungsindustrie

beschrieben werden, wobei zunächst als Grundlage die Entwicklungsgeschichte

und die Ausgangssituation herangezogen werden.

1 Was sind Smart Clothes?

Der Begriff Smart Clothes kommt aus dem Englischen und setzt sich aus smart –

schlau/intelligent und clothes – Kleidung zusammen. Er bedeutet also direkt über-

setzt intelligente Kleidung. Dabei hat der Begriff nicht unbedingt mit der Intelli-

genz der Kleidung zu tun, sondern ist erst einmal ein geschicktes Marketingin-

strument4, das bekleidungstechnische Entwicklungen mit einem Zusatznutzen be-

schreibt. In der Fachliteratur fehlt jedoch die eindeutige Definition von Smart

Clothes, allenfalls sind Umschreibungen zu finden, die die Autoren je nach Ver-

wendungszweck unterschiedlich auslegen. Selbst die Forschungsgemeinschaft

Bekleidungsindustrielässt in ihrem 2003 vorgelegten Bericht5 eine explizite Defini-

tion vermissen. Jedoch hilft ihre Untergliederung der Smart Clothes in so genannte

Intelligenzstufen, die sich in Foren und Workshops herausgestellt haben, das Feld

der Smart Clothes zu definieren. Die hierbei beschriebenen 5 Intelligenzstufen6

untergliedern sich in:

1. Textilien die über intelligente Zusatzfunktionen verfügen. Gemeint sind z.B.

Eigenschaften wie schmutzabweisend, bügelfrei und geruchsbindend.

4 Robers, Felix F.: "Intelligente Textilien" In: DZN Fashion Industry 3/2003 S.50 5 Kirchdörfer, Elfriede…: Smart- Clothes- Technologien für die Bekleidungsindustrie. 2003 6 Kirchdörfer, Elfriede…: Smart- Clothes- Technologien für die Bekleidungsindustrie. 2003

16

2. Materialien die ihre physikalischen Eigenschaften ändern, wie z.B. PCM –

Phase Change Materials.7

3. Bekleidung mit adaptierten elektronischen Mikrosystemen, z.B. mit Handy-

adapter und herausnehmbaren Ohrstöpseln.

4. Bekleidung mit integrierter Elektronik, wie Textile Tastaturen („SOFT-

switches“), die direkt in die Bekleidung integriert sind.

5. Bekleidung mit adaptierten und/oder integrierten elektronischen Systemen,

die tatsächlich intelligente Funktionen besitzen wie z.B. integrierte MP3-

Player, die sich automatisch stumm stellen, wenn das Handy klingelt.

Hierbei sind die ersten 3 Stufen bereits weitestgehend realisierbar, während bei

den letzten beiden häufig noch die richtige Technologieentwicklung zum kommer-

ziellen Produkt fehlt. Jedoch nimmt die Umsetzung auch in diesen Bereichen im-

mer rapider zu.

In dieser Untersuchung möchte ich mich allerdings - unter anderem aus Gründen

des Umfangs - nur auf Punkt 3. bis 5. der vorgestellten Intelligenzstufen beziehen.

Daher werde ich den Begriff Smart Clothes - SC im Weiteren als Synonym für

Bekleidung mit integrierten oder adaptierten elektronischen Komponenten ver-

wenden. Auf diese Weise kristallisierte sich auch das Verständnis der Fachlitera-

tur, in den letzten Monaten heraus.8

„ „Elektronik zum Anziehen“ – „Wearable Electronics“ – Basis Technologien für

die „intelligente“ Kleidung, so oder ähnlich könnte man versuchen die Bezeich-

nung „Smart Clothes“ zu übersetzen. Sie steht für das Zusammenwirken von

Mikro- (Nano-) Elektronik bzw. Mikrosystemtechnik und Sensorik innerhalb

einer textilen Kleidung.“ 9

7 PCM – Phase Change Material. Materialien, die durch die Änderung ihrer Phase (fest/flüssig) ihren Energieinhalt ändern. Sie können eine gewisse Wärmemenge aufnehmen, speichern und später wieder abgeben. 8 Siehe Zitat , Tensfeldt, Jochen; Pahl, Carola: Kleidsame Elektronik. In: TR aktuell 12/2004 o.A.; Ziegler, Perter-Michael: PC Hautnah. In: C’t 21/2002 o.A. 9 Zitat: Tensfeldt, Jochen: "Textilien werden zu Hightech Produkten…" In: Textil 2/2003 S.5

17

SC wurden hierbei als Textilien eingestuft, die sowohl über einen hohen Integrati-

onsgrad der Technologien, als auch über eine hohe Intelligenz verfügen.10 Bis-

weilen wird die Synthese dieser beiden Faktoren jedoch noch nicht erfüllt. Funkti-

onale Textilien, wie die Luminex (leuchtenden Glasfasern), sind zwar voll ins Tex-

til integriert, können jedoch nur an- oder ausgeschaltet werden. Andererseits gibt

es Produkte im tragbaren Elektronik Bereich (wearable electronics), wie das Pro2 Armband von Sensewear, das die Vitalfunktionen überwacht. Derartige wearable

electronics verfügen zwar über die nötige Intelligenz, sind jedoch nicht in unser

Bekleidungssystem integriert. Abb. 1.1 und 1.2 zeigen die Einstufung der SC im

Idealfall. Die zur Erläuterung herangezogenen Beispiele werden im Laufe der Un-

tersuchung verdeutlicht. Was genau unter Intelligenz im Zusammenhang mit SC

verstanden wird, soll im Kapitel 1.5 verdeutlicht werden.

10 Siehe z.B. Meechels, Stefan…:Smart Clothes. 2004; Catrysse, Michael: Textiel met verstand van zaken. In: www.centexbel.com, Präsentation 29.11.2004. Belgien

Abbildung 1-1 Einstufung von Smart Clothes im Idealfall

Luminex

TNF met5

LifeShirt

PRO 2

18

1.1 Andere Begriffe für Smart Clothes

Smart Clothes werden in der Fachliteratur auch oft als Intelligent Clothes – intelligente Bekleidung oder I-wear bezeichnet. Der Fantasie scheinen dabei

keine Grenzen gesetzt zu sein, so dass jeder sein ganz persönliches Modewort

zum eigenen Marketingkonzept kreiert. Synonyme für Smart Clothes sowie

Schlagwörter zu dem Thema sind auf dem Deckblatt aufgelistet. Ein weiterer in

der Elektronik Branche verbreiteter Begriff ist „wearables“11, der direkt übersetzt

„tragbar“ bedeutet und eigentlich die Kurzform von „wearable computer“, sprich

tragbarer Computer ist. Damit bezeichnet man eigentlich elektronische Geräte und

Computer, die so klein und leicht sind, dass sie im wahrsten Sinne des Wortes

tragbar sind und zwar an oder sogar in der Kleidung. Diese tragbaren Computer

(wearables) müssen dabei weder in die Bekleidung integriert noch adaptiert sein.

11 Vergleiche: Hartmann..: high-tech-fashion. 2003 S.447; Dähn, Astrid: Technik aus Textil. In: TR aktuell. 12/2004 o.A.; Pahl, Carola: Kleidsame Elektronik. In: TR aktuell 12/2004 o.A.

Abbildung 1-2 Entwicklung der Technologiegebiete zu Smart Clothes

19

Sie können am Gürtel festgeschnallt werden, als Rucksack oder in Form eines

Accessoires getragen werden. Da sie im Zuge der Entwicklung unter anderem so

klein und leicht geworden sind, dass sie an Bekleidung adaptiert bzw. in diese in-

tegriert werden können, hat man den Namen wearables einfach beibehalten. Die-

se Lösung mag sinnvoll erscheinen, da teilweise vorwiegend adaptierte aber auch

integrierte Lösungen mit tragbarer Elektronik kombiniert werden. Deshalb sind die

Übergänge von den tragbaren Computern zu der Bekleidung mit adaptierter Elekt-

ronik fließend. „Es ist schwer zu sagen wo die wearable computer enden und ab

wo die „computerized clothes“12 anfangen“.13

1.2 Platzierung der SC innerhalb der Technologiebranchen

Dieser eben beschriebene Zusammenhang macht deutlich, dass die Entwicklung

der Smart Clothes nicht nur mit den Entwicklungsfortschritten der Bekleidungs-

branche steht und fällt, sondern insbesondere durch die Innovationen anderer

Technologiebranchen bestimmt wird. Schließlich können die notwendigen Kompo-

nenten erst im Zuge zunehmender Miniaturisierung im Zusammenhang mit weite-

ren Entwicklungsfortschritten, zur Verfügung gestellt werden. Daher fallen die

Smart Clothes sowohl in den Rahmen textiler Innovationen, als auch anderer

Technologiesparten, wie der Mikroelektronik, Nanotechnologie, Optoelektronik und

der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT).14 So wurde die Entwick-

lung von SC vor allem anfangs vorwiegend von den textilfremden Branchen vo-

rangetrieben. Während sich ein Großteil der traditionsbewussten Textiler immer

noch gegen die Integration von Elektronik in Bekleidung verschließt, hat insbeson-

dere die Elektronikbranche SC im Zusammenhang mit anderen zukünftigen Tech-

nologien, wie den allgegenwärtigen Computeranwendungen entdeckt.

12 Computerized clothes – sozusagen computerisierte Kleidung -> Kleidung mit Computer 13 o.V.:Our clothes are getting smarter. In: Gizmag o.A. 14 Hartmann..: high-tech-fashion. 2003 S.31

20

Textil- und Bekleidungs-

industrie

z.B. Elektronik I&K Nanotechnology Medizin

Textilfremde

Branchen

Smart Clothes

1.3 Platzierung der Smart Clothes innerhalb textiler Innovationen

Neben den schon angesprochenen textilfremden Technologiegruppen fallen Smart

Clothes auch in den Rahmen einer Reihe neuer Entwicklungen in der Beklei-

dungsindustrie. Dabei ist es wichtig, dass diese neuen Entwicklungen sich gegen-

seitig berücksichtigen, 15 damit dem Endverbraucher ein möglichst innovatives

Produkt mit einem Höchstmaß an aufeinander abgestimmten Zusatzfunktionen

geboten wird. So soll dem Kunden einer Laufjacke mit integriertem Audio-Player

ein ebenso optimales Feuchtigkeitsmanagement sowie eine gute Wetterbestän-

digkeit und antibakterielle Eigenschaften geboten werden wie dem einer Laufjacke

ohne Elektronik. Auf dem Innovationsforum für intelligente Bekleidung wurden die-

se textilen Neuentwicklungen unter dem Begriff intelligente Bekleidungstechniken

zusammengefasst. 16 Dieser Gliederung zufolge sind SC ein Segment der Intelli-

genten Bekleidungstechniken (siehe Abb. 1.4).

15 Hartmann..: high-tech-fashion. 2003 S.37 16 Hartmann..: high-tech-fashion. 2003 S.51

Abbildung 1-3 Schema der Überschneidung der Branchen

21

Intelligente Bekleidungstechniken

Mikroklima in der

Kleidung

Kleidung und

Geruch

Spezielle

Schutzkleidung

Smart Clothes (Textilbasierte Elektronik)

Laminate und Beschichtungen

Phase-Change Materialien

Textile Photovoltaik (Solarzellen)

Thermochromie/ Photochromie

Textile Medizin-produkte

Kosmetische Anwendungen, Medizinische Therapie

Krankheits- prophylaxe und Vorsorge

Antimikrobielle Ausrüstung

Geruchsbindung/ Duftfreisetzung

Schutz gegen Stich/Schuss

Schutz gegen UV Strahlung

Anti-ElektrosmogKleidung und Räume

Sport und Freizeit

Beruf und Sicherheit

Medizin und Vorsorge

Biofunktionale

Textilien

Abbildung 1-4 Einordnung der Smart Clothes von dem Forschungsinstitut Hohenstein und dem itv Denkendorf, diesie auf ihrem Innovationsforum für intelligente Bekleidungstextilien im Juli 2002 vorstellten. Die dunkel bzw hell graumarkierten Abschnitte betreffen Themen, die direkt bzw. indirekt mit Smart Clothes in Verbindung stehen und auf diein der Arbeit eingegangen wird.

22

Intelligente Materialien

- Smart Textiles -

Intelligente Materialien

- produktionsreif

Funktionelle Materialien

- produktionsreif

Entwicklungen mit ver-besserten Material-festigkeiten z.B. Farb-echtheit, Reiß- und Scheuer-festigkeit, Hitze- und Kälte-beständigkeit etc.

Entwicklungen mit opti- mierten Materialeigen- schaften z.B. wasser- und winddicht, atmungsaktiv, Feuchtigkeitstransport etc.

Verbreitung und Verhinde-rung von Geruch

Individuell regulierbare Wärmeisolation

Verbesserung von Trage-komfort und Wärmeisolation

Thermoregulierende Phase Change Materials (PCM)

Reflektionsmaterialien

Schutz vor Elektrosmog

Schutz vor UV-Strahlung

Intelligente Materialien

- Entwicklungsstadium

Entwicklungen mit elek- tronischer Zusatzfunktion

Entwicklungen mit neuen Rohstoffen

Luminex

ElekTex

Detect

Glasfasergewebe

Etc.

Die Forschungsgemeinschaft Bekleidungsindustrie hat des Weiteren „intelli-

gente Materialien“, die sogenannten Smart Textiles (größtenteils nicht elektro-

nisch), nach ihrer Funktion geordnet und je nach Entwicklungsstand in produkti-

onsreif oder Entwicklungsstadium unterteilt.17 Auch hier werden wieder viele Mate-

rialien als smart bezeichnet, die rein von ihrer Intelligenz her gar nicht smart sind.

Abbildung 1-5 Klassifizierung der Materialgruppen nach der Forschungsgemeinschaft Be-kleidung. Klassifizierung intelligenter Materialien nach ihrer Funktion

17 Kirchdörfer, Elfriede…: Smart- Clothes- Technologien für die Bekleidungsind. 2003 S. 27 + 43

23

Unser Augenmerk liegt hierbei auf den Entwicklungen mit elektronischen Zusatz-

funktionen, da sie als Komponenten zur Erzeugung von Smart Clothes dienen. Sie

sind ein Teilsegment der intelligenten Materialien und befinden sich noch im Ent-

wicklungsstadium. Einige von ihnen werden hier beispielhaft aufgeführt und wer-

den später in Kapitel 7 näher erläutert.

Smart Clothes treten also innerhalb des Rahmens vieler anderer Innovationen der

Bekleidungs- und Textilindustrie aber auch anderer Technologiebranchen auf und

befinden sich zum Großteil noch im Entwicklungsstadium, da selbst die Basis-

komponenten noch nicht voll entwickelt sind.

1.4 Sinn und Zweck der Smart Clothes

Viele Menschen, die sich zum ersten Mal mit Smart Clothes befassen, finden die

Vorstellung, Elektronik oder gar ganze Computer in die Bekleidung zu integrieren,

befremdend oder abstrakt. Sie sind sich unklar darüber, welche Bedeutung SC für

unser alltägliches Leben haben. Nicht selten werden dann Fragen wie „und wozu

das Ganze?“ oder „was soll man damit?“ gestellt. Dabei bieten SC die Lösung, zur

Erfüllung der Wünsche, die wir alltäglich stellen. Schon seit langem träumen die

Menschen von einer Ausweitung ihrer Fähigkeiten - überall sein zu können, alles

tun zu können und alles zu wissen - der omnipotente und allwissende Mensch.

Dabei soll stets alles mit dem möglichst geringsten Aufwand verbunden sein. „Der

Mensch will alles tun, aber mit der größten Bequemlichkeit, Freiheit und maxima-

lem Komfort.“18 Es ist unser Wunsch, von allen Vorrichtungen19 frei zu sein. An-

statt einfach zu bedienender Werkzeuge wollen wir lieber gar keine Werkzeuge.

Um das Ziel der Ausweitung unserer Fähigkeiten zu erreichen, so Stefano Mar-zano,20 mussten wir zunächst unsere Fähigkeiten veräußerlichen. So seien das

Radio und das Telefon Veräußerlichungen unserer Fähigkeit zu hören und zu

sprechen. Im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung wurden der Werkzeuge,

denen wir uns bei der Erweiterung unser Fähigkeiten bedienen, so klein, dass sie

18 Zitat: Stefano Marzano Vorstandvorsitzender Philips Design, NL; Marzano, Stefano: Kommunika-tionstextilien... In: Textilverdelung 1/ 2 2001 S.8-12 19 Vorrichtung – Gerät, Apparat, Funktionselement 20 Stefano Marzano Vorstandvorsitzender Philips Design, NL

24

tragbar wurden - so z.B. Walkman, MP3-Player, Handy oder auch PDA. Trotzdem

sind die Geräte teilweise immer noch recht groß und schwer. Darüber hinaus be-

nötigt man spezielle Taschen und muss das Gerät für den Gebrauch wieder aus

der Tasche „hervorkramen“. Auch der dabei entstehende „Kabelsalat“ ist lästig.

Jacken mit Kabelkanälen oder integrierten Leitbahnen bieten hier bereits Abhilfe.

So können wir unser Telefon bequem über ein Bedienfeld an der Ärmelaußenseite

steuern, um dann über eine Freisprechanlage mit unserem Anrufer zu kommuni-

zieren. Intelligente Zusatzfunktionen, die automatisch erkennen, wann das Handy

auf stumm geschaltet werden soll, erhöhen dabei unseren Komfort. Neue Techno-

logien wie die Mikroelektronik, Nanotechnologie oder die Optoelektronik treiben

die Miniaturisierung noch weiter voran, so dass unsere Werkzeuge bald so klein

sein werden, dass sie sich in die Umgebung einfügen. Stefano Marzano spricht

hier von dem Weg der Dinge in uns zurück, sozusagen der „Rückverinnerli-

chung“.21 Was wäre hierbei besser als Trägermedium geeignet als die Kleidung,

unser ständiger Begleiter?

„Langfristig schwebt Forschern wie Astrid Ullsperger, Juniorprofessorin für Trag-

bare Elektronik und Rechentechnik an der TU Cottbus, eine allgegenwärtige,

doch nahezu unsichtbare Computertechnik vor. Ihre Vision für die Zukunft: "Die

Computer stellen mir Informationen zur Verfügung, aber ich merke nicht, dass ich

mit Computern lebe. Ich muss mich nicht mehr um Software, Hardware, Schnitt-

stellen und sonstige Details kümmern, die Technik heute eher nervend für uns

machen."22

Sie beschreibt damit den Zukunftstrend der allgegenwärtigen, umfassenden und

unsichtbaren Computeranwendungen. Alltagsgegenstände sollen elektronisch

aufgerüstet und unsichtbar und am besten wireless miteinander vernetzt werden,

um ihren Benutzern wie von Zauberhand durch künstliche Intelligenz das Leben

zu erleichtern bzw. es zu erweitern. Dieses Phänomen findet man in der Fachlite-

ratur unter den Schlagwörtern „Invisible Computing“ – unsichtbare Computeran-

wendung, „Ubiquitous Computing“ – allgegenwärtige Computeranwendungen,

„pervasive computing“ – durchdringende Computeranwenungen, „Augmented 21 Marzano, Stefano: Kommunikationstextilien... In: Textilverdelung 1/ 2 2001 S.8-12 22 Zitat: Pahl, Carola: Kleidsame Elektronik. In: TR aktuell 12/2004 o.A.

25

Reality“23 - erweiterte Realität oder auch „Ambient Intelligence“ - sozusagen

eine intelligente Umgebung. Laut Vorraussagen werden wir bereits in 10 Jahren

jederzeit und überall online sein.24

Dass diese Technologien nicht nur eine Modeerscheinung, sondern ein tatsächli-

cher Zukunftstrend sind, zeigen die Fakten. Mitte 2004 waren 53 % aller deut-

schen Haushalte und damit fast alle Computerbesitzer (60 % aller deutschen

Haushalte verfügen über einen PC) online. Die Bundesregierung strebte eine wei-

tere Förderung der Internetnutzung mit ihrem Programm „Informationsgesellschaft

2006“ mit einer Zielmarke von 75 % bis 2005 an.25 Weiterhin verfügten rund 76

% aller deutschen Haushalte 2003 über ein Handy. Das Bundesforschungsmi-nisterium – BMBF zählt Augmented reality zu den 6 Schlüsseltechnologien der

Wissensgesellschaft.26 Die Bundeszentrale für Politische Bildung ist der Mei-

nung, dass die Verwendung von Informationstechnologie in Alltagsgegenständen

zur Revolution des 21. Jahrhunderts avanciert.27 Darüber hinaus gibt es eine EU Initiative mit dem Namen „The Disappearing Computer“.28

So gesehen, stellen SC das Sprungbrett der Bekleidung in eine Technologie ge-

triebene Dienstleistungs- und Wissensgesellschaft dar. Sie helfen uns in unserem

immer nomadischer werdenden Leben jederzeit und überall Zugriff auf unsere Da-

ten und Netzwerke zu haben und erreichbar zu sein. Sie sollen unser Leben ver-

einfachen, komfortabler, sicherer und attraktiver gestalten. Das Zeitalter des Ever-

nets, des ständig und überall anwesenden Internets, bricht an und SC machen

unsere Kleidung durch adaptierte oder integrierte Elektronik oder sogar künstliche

Intelligenz damit kompatibel. 29

23 Augmented reality beschäftigt sich eher mit Computeranwendungen im Rahmen von Head Mountd Displays – Brillenartig am Kopf getragenen Displays, die ein virtuelles Bild über die Real-welt legen. 24 Seipp, Bettina: "2010 sind alle Geräte breitbandig miteinander vernetzt". In: Welt am Sonntag. o.A, o.J. 25 Hrsg. TNS EMNID, Initi@tive D21: (N)onliner Atlas 2004., www.tns-emnid.com/2004/index.htm 26 Freyermuth, Gundolf S.: Der große Kommunikator. In: C’t 15/2002 o.A. 27 Golz, Hans-Georg:Editorial. In: Aus Politik und Zeitgeschichte. Beilage zur Wochenzeitung das Parlament. B42/2003. (Hrsg. Bundeszentrale für Politische Bildung - Bpb). Bonn 2003 S.2 28 Saße, Dörte: Technik im Anzug. In: C’t. 24/2003 o.A. 29 Gesamter Artikel, ohne schon genannte: Korsten, Ursula: i-wear. In: textile network 3/2003 S.239; Hartmann..: high-tech-fashion. 2003 S.32; Reichwein, Christiane: Avantex – An der Schwel-le zu einer neuen Epoche. In Bw 24/2000 S.26; Pahl, Carola: Kleidsame Elektronik. In: TR aktuell 12/2004 o.A.; Saße, Dörte: Technik im Anzug. In: C’t. 24/2003c’t 24/2003 o.A.; Mattke, Sascha;

26

1.5 Ab wann ist Kleidung intelligent?

Wie schon in Kapitel 1 erwähnt, ist die Idee, die hinter dem Produkt steckt oft

smarter, als die Kleidung selbst. Geschickte Marketingstrategen setzen die Worte

„intelligent“ oder „smart“ oft für quasi Innovationen oder neue Entwicklungen ein,

die der Bezeichnung intelligent rein wissenschaftlich, von ihrer Bedeutung her

nicht gerecht werden. Aber was bedeutet nun Intelligenz in Bezug auf SC, und ab

wann ist die Bezeichnung intelligente Bekleidung berechtigt?

Um diese Frage zu klären, beschreiben Wolf Hartmann und Astrid Ullsperger in

ihrem Buch High Tech Fashion sowie in dem Jahrbuch für die Bekleidungsindust-

rie 1999 den Erklärungsansatz von Newnham.30 Der Wissenschaftler, der sich mit

smarten Materialien beschäftigt, untergliedert diese in eine achtstufige „Intelli-

genzhierarchie“.

• stupid

• ignorant

• trivial

• sensible

• smart – Materialien, die als Sensoren oder Aktuatoren fungieren können.

• clever – Materialien, die über eine Lernfunktion verfügen, d.h. die sich bei ver-

änderten Rahmenbedingungen durch Änderung mind. einer ihrer Material-

koeffizienten anpassen. (PCM – Phase Change Material, Diaplex Membrane)31

• intelligent – Materialien, bei denen Informationsverarbeitungssysteme und

Feedback-Regelkreise in Sensoren und Aktuatoren integriert sind (z.B durch

integriert Mikroprozessoren).

• wise – Materialien die in der Lage sind, moralisch korrekte Entscheidungen

zu treffen.

Vasek, Thomas: Die Reale Welt ist der Kunde. In: TR. O.A. oJ.; Garfinkel, Simson (Übersetzung: Schwan, Ben): Wearable Computing für die Massen. In: TR aktuell o.A., o.J. 30 Prof. Robert E. Newnham, Pennsylvania State University, Materials Research Laboratory be-schäftigt sich unter anderem mit smarten Materialien. www.personal.psu.edu/staff/r/e/ren1/ 31 Diaplex - Shape Memory Polyurethan Polymer, www.Diaplex.com; PCM siehe Kap.1

Abbildung 1-6 Intelligenzhierarchie nach Newnham

Intelligenz

27

In Anlehnung an diese Definition bewegen sich die meisten Innovationen der Be-

kleidungsindustrie, wie Membranen und Wäsche mit eingelagerten Hautpflegestof-

fen im niederen Hierarchiebereich. Die Textilien mit integrierten elektronischen

Komponenten setzen dagegen in der Regel tatsächlich bei der Intelligenzstufe

„smart“ an. Viele von ihnen verfügen über textile Bedienelemente, die so genann-

ten Softpads, die als Senoren/Aktuatoren fungieren oder über anderweitige Aktua-

toren und Sensoren, wie z.B. EKG Sensoren, Geschwindigkeitssensoren etc.

Andere Abgrenzungsversuche begründen die Intelligenz eines textilen Beklei-

dungsproduktes durch seine Interaktionsfähigkeit. So beschreibt z.B. J. Tensfeldt, Professor der Textilchemie an der HAW Hamburg, intelligente Bekleidungstexti-

lien als diejenigen, die selbständig auf Veränderungen in ihrer unmittelbaren Um-

gebung reagieren. In Folge dessen würden sie bestimmte Eigenschaften entspre-

chend modifizieren und dadurch aktiv auf ihre unmittelbare Umgebung einwir-

ken.32

Die Wissenschaftler L. van Langenhove und C. Hertleer von der Gent Universi-tät in Belgien unterteilen intelligente Textilien darüber hinaus in Anlehnung an

Zhang und Tao in drei Untergruppen:33

1. Passive intelligente Textilien, die als Sensoren Informationen aus der Um-

welt aufnehmen können.

2. Aktive intelligente Textilien, die als Sensoren nicht nur Informationen aus

der Umwelt aufnehmen, sondern auch darauf reagieren können. Diese Tex-

tilien verfügen neben Sensoren auch über Aktuatoren.

3. Sehr intelligente Textilien, die sich im Rahmen ihrer Funktionen der Umge-

bung/den Umständen anpassen können.

Es existiert also noch keine allgemeingültige Definition von intelligenter Bekleidung

bzw. Smart Clothes. Im allgemeinen Sprachgebrauch können jedoch die oberen 4

Hierarchiestufen nach Newnham als „intelligent“ angesehen werden.34 Allerdings

32 Tensfeldt, Jochen: "Textilien werden zu Hightech Produkten…" In: Textil 2/2003 S.1 33 Grundmeier, Anne-Marie: Mein Performance Outfit. In: Textil 1/2005S.11f 34 Quellen für ges. Text:: Hartmann, Wolf D., Ullsperger, Astrid: Smart Clothes In: Jahrbuch für die Bekleidungsindustrie 1999. S.29; Hartmann…: High Tex Fashion (2003) S.28f.; Robers, Felix F.: "Intelligente Textilien". In: DZN Fashion Industry 3/2003 S.50;

28

wäre die Festlegung einer allgemeingültigen Definition sowie die Gründung einer

Organisation, die die Einstufung des Intelligenzgrades von Textilien vornimmt,

wünschenswert. Da die Entstehung der SC sich jedoch noch in den Anfängen be-

findet, ist es nicht verwunderlich, dass eine derartige Definition in Übereinstim-

mung der verschiedenen Parteien noch nicht festgelegt wurde.

29

2 Darstellung der Ausgangssituation

Große Elektronikfirmen wie Philips, Infineon, IBM, Siemens, Hitachi und Panaso-

nic beschäftigen sich in der Regel seit Mitte der 80’er mit der Idee, Elektronik in

Kleidung zu integrieren35. „Federführend in Forschung und Entwicklung sind da-

bei Japan und die USA…“36 Am renommierten Massachusetts Institute of Techno-

logy (MIT), beschäftigte sich Steve Mann, der Urvater der wearable electronics,

bereits seit 1970 mit der Idee Elektronik in Kleidung zu integrieren.37 Trotz der

vielen Visionen der Elektronik-, Textil- und weiteren Branchen, mussten die For-

scher erst einmal hinnehmen, dass viele Entwicklungen nicht so einfach wie ge-

plant umzusetzen sind. Die Beschaffenheit und Anforderung textiler Produkte stellt

die Elek-tronikbranche vor völlig neue Herausforderungen und erfordert multidiszi-

plinäre Netzwerke. Deshalb seien viele SC Produkte noch Jahre davon entfernt

Realität zu werden, wie Dr. Mecheels in seinem Vortrag über den „steinigen Weg“

der SC „von der Vision zum marktfähigen Produkt“ mitteilte.38

2.1 Die Entwicklungsgeschichte der Smart Clothes

Tabelle 2-1 zeigt eine Übersicht der Timeline der SC, die einerseits die Untertei-

lung der Elektronik basierten Textilien in 4 Generationen nach der Computer En-gineering Research Group der Uni Toronto zeigt und andererseits einige der

Produkte und Trends aufzeigt, die sich in der jeweiligen Zeitperiode abgespielt

haben.39 Viele der aufgezeigten Entwicklungen gelten als Meilensteine und wer-

den im Laufe der Untersuchung noch angesprochen. Die Entwicklungsgeschichte

der SC begann im Grunde genommen Ende der 70er Jahre, als die zukünftige

Machbarkeit von tragbaren Computern von Forschern als realistisch angesehen

wurde.

35 Ziegler, Perter-Michael: PC Hautnah. In: C’t 21/2002 o.A. 36 Korsten, Ursula: i-wear. Gimmicks werden marktfähig. In: textile network 3/2003 S.39 37 Hartmann, Wolf…: Smart Clothes. In: Jahrbuch für die Bekleidungsindustrie 1999. S.37 38 S. Mecheels: Methoden zur Funktionalisierung. Smart Textiles - der steinige Weg von der Vision zum marktfähigen Produkt. In: (Programm zur) 43. Chemiefasertagung Dornbirn 2004 39 www.eecg.toronto.edu (`98); Hartmann, Wolf…: Smart Clothes. In: Jahrbuch für die Bekleidungs-industrie 1999. S.37

30

70 1 • Erste Motorradjacken mit Heizelementen in den USA.

Ende • Steve Mann vom MIT beginnt mit Smart Clothing zu experimentieren. 80 • Elektronik Firmen beschäftigen sich mit der Idee der Smart Clothes.

1 1’te 2 2’te 4

• Adidas bring Micropacer Schuh mit Stoppuhr und Schrittfrequenzmesser heraus. Puma und Reebok folgen.

Mitte 3’te Ende

90 96

• MIT Projekt "Things that Think" beginnt. • Nicolas Negoponte bringt Buch "Total Vernetzt" heraus.

97

• Park and Georgia Tech stellen Sensate Liner, ein Unterhemd mit vollintegriertem elektronischen Netzwerk vor. • Philips gründet interdisziplinäres Team zur Entwicklung von wearable electronics.

2000

• Philips+Levis ICD+ line - 5 Jacken mit integriertem GSM-phone und MP3-Player. • Philips bringt Design Studie "New Nomads" heraus. • 1. Avantex - Innovationsmesse fur High Tech Textilien. • Hohensteiner Forschungsprojekt Smart Clothes beginnt. • Sensatex erhällt Lizens von Georgia Tech fur Sensate Liner Technology -> entwickelt. • Smart Shirt zur Uberwachung von Vitalfunktionen. • Reima Snowmobilanzug mit integrierten Sensoren zur Überwachung der Körperfunktionen mit GPS SOS-Sender. • Steve Mann Blind Vision - Sehhilfe für Blinde. • Polar +Triumph - Sport BH mit Pulsmesser.

1 2

• 2. Avantex. • Wealthy beginnt. • Infineon Prototyp Jacke mit mp3. • France Télécom gewebter Bildschirm. • Infineon Thermogenerator + Mikroelektronik zur Integration in Bekleidung. • VivoMetrics Lifeshirt - zur Überwachung der Vitalfunktionen. • Sympatex+ EMPA VAIRis Jacke mit elektrischer Luftpumpe zur Adaption der Isolation. • Alexandra Fehde JoyDress - Abendkleid mit Massagepads. • MIT No Contact Jacke - Elektroschockjacke zum Schutz von Frauen vor Übergriffen. • KSI + Fraunhofer Institut - Weste fur Sportjournalisten.

3

• 3. Avantex, • Burton+ Apple Amp Jacke - Snowboardjacke mit iPod. • Modenschau High-tech Karawane aus Zusammenarbeit von Avantex + Karstadt. und I-wear Modenschau in Europäischen Metropolen. • Modenschau im Heinz Nixdorf Museumsforum. • Solartex Projekt zur integration von Solarzellen in Bekleidung beginnt.

4

• 4. Avantex. • Infineon + O'Neill The Hub - Snowboardjacke mit Mobiltelefon und MP3-Player. • Infineon+ Rosner mp3blue - Outdoorjacke mit Mobiltelefon und MP3-Player. • Nike ACG - Bergsteigerjacke mit Motorola Funkgerät. • Solartex: Tempex Jacke mit Solarpaneelen + LED Leuchten. • Solartex: Bogner Jeansjacke mit Solazellen um Handy aufzuladen. • Reima Clothing+ kids Robotec Overalls mit Leuchtelementen. • Marmot +Gore Phenomenon EL mit Leuchtelementen.

5 4’te

• 5.Avantex. • Burton+Apple+Motorola. • ITP GmbH integriert Leuchtdioden für Autosalon. • Wealthy ist fertig entwickelt und wird klinisch getestet.

2010

Tabelle 2-1 Timeline der Smart Clothes

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