Material for Wearable Device

Wearable Device คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พกพาหรือสวมใส่ไว้ในร่างกายได้เป็นเวลานาน โดยไม่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวหรือการดำเนินชีวิตประจำวัน มักอยู่ในรูปแบบของอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น สายรัดข้อมือ หรือในรูปของเสื้อผ้า ด้วยฟังก์ชั่นและขนาดทำให้ Wearable Device เป็นที่นิยมในกลุ่มผู้ที่ให้ความสำคัญกับสุขภาพ โดยอุปกรณ์จะเป็นตัวช่วยเก็บข้อมูลการออกกำลังกาย เพื่อนำไปวิเคราะห์ผ่านตัวแอพพลิเคชัน แล้วสรุปออกมาเป็นข้อมูลที่น่าสนใจ ไม่ว่าจะเป็นปริมาณก้าวเดินในแต่ละวัน เฉลี่ยรายสัปดาห์ รายเดือน ปริมาณแคลอรีที่ถูกเผาผลาญ ไปจนถึงการเก็บข้อมูลกิจกรรมต่างๆ ที่ทำในแต่ละวัน รวมทั้งในกลุ่มนักออกแบบที่ต้องการความแปลกใหม่เพื่อนำมาสร้างสรรค์เป็นสินค้าคอลเล็กชั่นพิเศษ


นวัตกรรมวัสดุจึงกลายมาเป็นองค์ประกอบสำคัญในการสร้างสรรค์สินค้า Wearable Device ที่เชื่อมต่อข้อมูลจากผู้ใช้ไปสู่ระบบปฏิบัติการต่างๆ ซึ่งมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นในท้องตลาดที่น่าสนใจ ได้แก่ “Conductive Inks” หมึกพิมพ์ชนิดพิเศษซึ่งผสมอนุภาคนำไฟฟ้า เช่น ผงคาร์บอนหรือผงเงิน หรือผสมกับกราฟีน (Graphene) ที่เป็นรูปแบบหนึ่งของผลึกคาร์บอน หมึกพิมพ์นี้ใช้พิมพ์วงจรไฟฟ้าบนวัสดุ เช่น กระดาษ ผ้า หรือฟิล์มพลาสติกได้ มีราคาไม่แพง ความยืดหยุ่นสูง และรีไซเคิลได้ ปัจจุบัน บริษัทดูปองท์ยังได้พัฒนาหมึกพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ไปอีกขั้นหนึ่งที่ยืดหยุ่นได้ดีมากขึ้น และทนต่อการซักได้ถึง 100 ครั้ง

อีกหนึ่งวัสดุก็คือ “Thermochromic Pigments” สีชนิดพิเศษที่ทำปฏิกิริยากับอุณหภูมิรอบตัวและเปลี่ยนสีได้ โดยใช้ผลึกเหลว (Liquid Crystal) ซึ่งจะจัดเรียงโมเลกุลใหม่และทำให้เปลี่ยนสีได้เมื่อได้รับพลังงานจากภายนอก เช่น ความร้อน จึงสามารถนำไปออกแบบให้ใช้งานกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในร่างกายได้ ขณะที่วัสดุในกลุ่มของ “Electrotextiles” ซึ่งทอจากด้ายจนเป็นผ้าที่นำไฟฟ้าได้นั้นก็ยิ่งมีความใกล้ชิดกับผู้บริโภค โดยเป็นการเคลือบผ้าด้วยโลหะ เหมาะใช้ทำเซ็นเซอร์ หรือทัชแพด รวมถึงแผงควบคุมของสมาร์ทโฟน และคีย์บอร์ดที่ยืดหยุ่นได้ (Flexible Keyboard) วัสดุประเภทนี้มีจุดเด่นที่ทั้งยืดและซักได้ จึงนำมาประยุกต์ใช้สวมใส่ในชีวิตประจำวันได้ดี


นอกจากนี้ ยังมีวัสดุอื่นในกลุ่มที่นิยมนำมาประยุกต์ใช้กับวงการเสื้อผ้าแฟชั่น เช่น “Light Diffusing Acrylic” ซึ่งแถบแอลอีดี (LED) เล็กๆ ในอะคริลิกจะช่วยกระจายแสงได้ทั่วจากผิวทุกด้านทำให้เสื้อผ้าเรืองแสงได้จากพลังงานเสียงและความร้อน ส่วน “Muscle Wire” เป็นวัสดุที่ทำหน้าที่เหมือนเมมโมรีโฟม (Memory Foam) โดยเป็นโลหะผสมชนิดพิเศษที่สามารถจดจำรูปร่างได้ และจะหดตัวได้ร้อยละ 7 เมื่อเชื่อมต่อกับกระแสไฟฟ้า มีน้ำหนักเบา ใช้ในงานที่ต้องการความเงียบและการไหลตัวของของเหลวได้ดี เช่น ในเสื้อกันกระสุน และเสื้อที่ใช้ป้องกันตัว

Wearable Device ที่กำลังเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วนี้ ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าความคาดไม่ถึงจะกลายเป็นเรื่องจริงได้เสมอด้วยวัสดุและเทคโนโลยี เพื่อตอบสนองต่อพฤติกรรมและเป็นประโยชน์ทั้งการจัดการ และการดำเนินชีวิตประจำวันในแง่มุมต่างๆ ของมนุษย์

เรื่อง: ชมพูนุท วีรกิตติ และ ปิยวรรณ กลิ่นศรีสุข

พบกับวัสดุต้นคิดที่เกี่ยวข้อง ได้ที่ Material ConneXion® Bangkok  IMPAtouch หมายเลขวัสดุ MC# 6213-01 อุปกรณ์ไฟฟ้าพร้อมกลไกบังคับการทำงานผ่านแผ่นกระจก ผลิตด้วยกระบวนการที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะในการทำแผ่นกระจกให้เป็นแผงหรือปุ่มควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ โดยผสานเทคโนโลยีการผลิตกระจก อุปกรณ์เซ็นเซอร์ และวงจรอิเล็กทรอนิกส์เข้าไว้ด้วยกัน ขั้นแรกจะต้องสกรีนตราสัญลักษณ์หรือสร้างขอบเขตของแผงบังคับลงด้านหลังของแผ่นกระจกนิรภัยเทมเปอร์ (ESG) จากนั้นจึงพิมพ์ประกบแผงวงจรด้วยความร้อนและเชื่อมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ลงบนแผง โดยอุปกรณ์ตรวจจับจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเพื่อป้อนให้ตัวประมวลผล สามารถกำหนดลักษณะการใช้งานได้ตามต้องการโดยอาศัยซอฟต์แวร์ที่ทำงานผ่านอุปกรณ์ควบคุมขนาดจิ๋ว รวมทั้งยังสามารถปรับเปลี่ยนระยะการตรวจจับของตัวเซ็นเซอร์ได้ระหว่างการใช้งาน การใช้อุปกรณ์ควบคุมผ่านแผ่นกระจกนี้มีข้อดีที่สามารถทำความสะอาดพื้นผิวได้ง่าย จึงเหมาะเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์โสตทัศน์ และอุปกรณ์ห้องสตูดิโอ รวมทั้งเครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ในห้องน้ำ งานด้านการสื่อสาร และการก่อสร้าง Thermosiv Heating Fabric หมายเลขวัสดุ MC# 5798-01 ผ้าทอให้ความร้อนซึ่งประกอบไปด้วยเส้นด้ายที่ไม่นำไฟฟ้า (โพลีเอสเตอร์) และเส้นด้ายที่นำไฟฟ้า (คาร์บอนเคลือบโพลิเมอร์) มีประสิทธิภาพมากในการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าให้เป็นความร้อน สามารถให้ความร้อนได้สูงถึง 120°C และมีความยืดหยุ่น ยอมให้อากาศผ่านเข้าออกได้ นำไปซักได้ บางและเบา ตัวฉนวนกันไฟฟ้าที่ทอเข้าไปนี้ทำงานได้ด้วยแหล่งกำเนิดพลังงานที่หลากหลาย ทั้งถ่านรีชาร์จ (3.6V+) ไฟฟ้า 110/220V, 12/24V และพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถฉีก ฉลุ และเย็บได้ โดยไม่ทำให้เกิดการลัดวงจร การใช้งานที่เป็นไปได้คือ สำหรับงานออกแบบยานยนต์ ตกแต่งภายใน (เป็นส่วนให้ความร้อน) การแพทย์ และชุดกีฬา

ที่มา
วารสารไมโครคอมพิวเตอร์  (กุมภาพันธ์ 2557)
บทความ “Five Materials That Are Making Technology Wearable” (2013) จาก crunchwear.com
fashioningtech.com
thumbsup.in.th