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High Tech für den Alltag Intelligente Kleidung: Klamotten mit Pfiff

Forscher kombinieren High-Tech-Textilien mit Computertechnik – und machen verblüffende Fortschritte. Intelligente Kleidung wird reif für den Alltag.

Vollelektronische Taekwondo-Weste: Schützt die Kämpfer und misst zugleich Kraft und Genauigkeit der gegnerischen Schläge Quelle: ATM Sporthandel

Endlose Geduld braucht der neue Tennislehrer mit dem mäßig talentierten Alex, der immer wieder den Schlag von der Grundlinie verpatzt. Dann sagt der Trainer: „Arm durchschwingen“ und bleibt auch nach Hundert schlechten Bällen freundlich. Manchmal lobt er sogar: „Das war besser. Ganz durchziehen, bitte.“ Nach dem Match verstaut Alex seinen Tennislehrer in der Tasche – er ist nichts als ein Sporthemd mit Sensoren, die jede Muskelbewegung erfassen, ein handygroßer Mini-PC und ein Paar Bluetooth-Ohrstöpsel.

Noch ist dieser Tennistrainer nicht zu kaufen, aber die Technik gibt es schon. Entwickelt wurde sie von Forschern der Fraunhofer-Gesellschaft im Rahmen des EU-weiten Projekts ConText, an dem unter anderem auch Philips und die TU Berlin beteiligt sind. Dabei geht es darum, Muskelaktivitäten zu messen. Das System ist so in der Lage, Bewegungen zu erfassen. Und damit könnte man beispielsweise im Sport Bewegungsabläufe trainieren. Der Träger des Systems erhält Rückmeldung über ein Display oder via Sprachausgabe im Ohrstöpsel. Damit wird der elektronische Tennislehrer möglich. Oder der Volleyball-Coach. Oder der Tanzlehrer.

In etwa fünf Jahren könnte die ConText-Technik marktreif sein, hofft Thorsten Linz vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, kurz IZM. Seit fünf Jahren arbeitet der 32-jährige Linz an Projekten, die intelligente Elektronik und Textilien miteinander verknüpfen. Linz ist begeistert von dem Projekt, weil es „den Weg für völlig neue Anwendungen öffnet“.

Längst geht es nicht mehr um ferne Zukunftsvisionen, sondern um zahlreiche marktreife Produkte, die interessierte Besucher während der Münchner Sportartikelmesse Ispo Winter (vom 27. bis 30. Januar) live erleben können. Für die Show „Wear‧able Technologies“ hat der Veranstalter 250 Quadratmeter reserviert, wo Angebote präsentiert werden, die inzwischen über erste Produktstudien weit hinaus reichen. Immer mehr Produkte sind reif für den Massenmarkt.

Heute gibt es beispielsweise den Kommunikationshandschuh G-Cell für Skifahrer, die auch zwischen zwei Tiefschneeschwüngen gerne mal kurz im Büro anrufen. Der Handschuh verbindet sich per Bluetooth mit dem Mobiltelefon. Telefoniert wird über einen integrierten Lautsprecher und ein kleines Mikrofon. Sobald ein Telefonat ankommt, vibriert es am Handgelenk. Entwickelt wurde G-Cell von der Radebeuler Firma Texsys zusammen mit dem Handschuhspezialisten Swany.

Noch aufregender ist das Konzept für eine Multimedia-Jacke von Texsys. Mit der Softshell-Designer-Jacke kann der wintersportelnde Multimedia-Fan filmen, Videos streamen oder sogar fernsehen. Beim Après-Ski auf der Hütte wird dann sicher keine Langeweile mehr aufkommen.

Bereits im Handel sind Produkte wie das von Adidas und Polar entwickelte Trainingssystem Project Fusion; das ist Sportbekleidung mit integrierten Sensoren für Herzfrequenz, Lauftempo und zurückgelegte Distanz. Oder eine Schutzweste, die von Atlantik Elektronik gemeinsam mit der Deutschen Teakwondo Union konzipiert wurde. Sie verhindert nicht nur Verletzungen der Sportler, sondern registriert im Wettkampf auch die Treffer und überträgt die Daten an die Wertungsrichter.

Nicht nur auf Sportartikelmessen machen Wearable Technologies, Interactive Wear oder Smart Clothes zurzeit Furore. Hinter den englischen Schlagworten steckt immer ein Computersystem, das direkt am Körper getragen wird oder in Shirts oder Jacken integriert ist. Die Geräte sind nicht größer als MP3-Player, ständig aktiv und wissen dank eines Satelliten-Empfängers, diverser Messfühler und intelligenter Programmierung jederzeit, wo sich ihr Träger gerade befindet – und auch, was er gerade benötigt. So können sie ihn – buchstäblich – laufend mit aktuellen und hilfreichen Informationen versorgen. Dem Geschäftsmann, der in Frankfurt aus dem Zug steigt, zeigt das System den direkten Weg zum Kongresszentrum; den Touristen in New York warnt es vor gefährlichen Stadtteilen; dem Arzt auf Visite liefert es Patientendaten und den übereifrigen Jogger bremst es durch beruhigende Musik.

„Kontextsensitiv“ heißt das Zauberwort: Bei Bedarf messen Sensoren in der Kleidung Vitalfunktionen wie Herzschlag oder Atem und senden diese per Kurzstreckenfunk Bluetooth weiter – beispielsweise an ein Mobiltelefon, das die Daten speichert, auswertet und im Notfall den Arzt ruft: der Computer als unauffälliger und auskunftsfreudiger Begleiter in allen Lebenslagen.

Zugegeben, wirklich neu ist die Idee nicht. Sie geistert schon seit etwa 20 Jahren durch die Computerbranche. Doch die rasante Entwicklung von Mikrochips, Drahtlos-Techniken wie Bluetooth und WLAN sowie neuartiger High-Tech-Gewebe erlauben es, die Vision nun Schritt für Schritt Realität werden zu lassen.

Deutschland hat sich längst an die Spitze der Bewegung gesetzt. „Wir sind Marktführer bei den technischen Textilien“, sagt Fraunhofer-Forscher Linz. Zurzeit arbeitet er gemeinsam mit Projektpartnern an einer Technik namens TexOLED. Ziel des Projekts, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, ist der Bau eines Displays aus Stoff. Zu Versuchszwecken werden hier Leuchtdioden ins Textilgewebe integriert oder Garne mit leuchtfähigen Substanzen beschichtet. Die Ansteuerung des Bildschirms erfolgt über sehr dünne Kupferdrähte oder silberbeschichtete Fäden. Wenn alles so funktioniert, wie es sich die Ingenieure ausgedacht haben, wird das Handy überflüssig und das T-Shirt zum Flachbild-Fernseher, der natürlich waschbar ist.

Doch nicht nur die Mitarbeiter der Fraunhofer-Gesellschaft stricken an intelligenten Kleidern. Auch der Softwarekonzern Microsoft hat den Zukunftsmarkt ins Visier genommen. Allein in Microsofts » Aachener EMIC-Labor (European Microsoft Innovation Center) beschäftigen sich zehn Mitarbeiter ausschließlich mit diesem Thema. Matthias Neugebauer, 43, ist Program Manager Mobile bei Microsoft. Sein persönliches Lieblingsprojekt heißt SPOT Watch: Eine Uhr, auf der man eigene Anwendungen installieren kann und die per Funk mit Sensoren und anderen Geräten kommuniziert. Gedacht wird daran, die Uhr bei der Überwachung von Diabetikern einzusetzen. Ein Sensor im T-Shirt misst den Blutzuckergehalt und funkt die Daten an die Uhr. Diese macht dann Vorschläge für die nächste Insulin-Dosierung.

Neben eigenen Projekten beteiligt sich Microsoft auch an wearIT@work, einem europaweiten Konsortium mit insgesamt 36 Partnern, darunter Industriegiganten wie Hewlett-Packard (HP), SAP oder die europäische Luft- und Raumfahrtorganisation EADS. Das Budget der Organisation liegt derzeit bei 23,7 Millionen Euro, hinzu kommen 14,6 Millionen Euro an Fördergeldern der EU. Ziel ist die Entwicklung von Produkten für professionelle Einsatzzwecke. Eines wird gerade bei der Feuerwehr in Paris getestet: Der neuzeitliche „pompier“ im Brandeinsatz trägt Sensoren in der Kleidung, die Vitaldaten wie den Herzschlag des Feuerwehrmanns messen und diese per Zigbee, einem besonders stromsparenden Nahbereichsfunk, an den Einsatzleiter senden. Der kann dann sehen, ob sein Mann erschöpft oder extrem gestresst ist und ihn dann gegebenenfalls zurückrufen. Zudem bekommt der Feuerwehrmann vor Ort Infos über die Gebäudestruktur, Fluchtwege oder das Aufflammen neuer Brandherde.

Microsoft-Entwickler Neugebauer wünscht sich nicht nur Anwendungen im Katastrophenschutz. Er sucht auch nach „verspielten Ideen, die schneller begeistern“ und Umsatz bringen. Auf solche Ideen wartet auch der Spielemarkt – logisch. Neugebauer glaubt, dass der in den nächsten fünf Jahren zu den Ersten gehört, in dem sich die smarten Klamotten durchsetzen: „Technikbegeisterte Fans warten sehnsüchtig auf Spiele, die durch Bewegungssensoren gesteuert werden oder bei denen das 3-D-Display in eine Brille integriert ist.“

Den größten Nutzen könnte die Technik allerdings im Gesundheitswesen bringen. Wer krank ist, dem soll zukünftig High-Tech-Kleidung beistehen, sozusagen als elektronischer Krankenpfleger. Mehr Sicherheit für Patienten verspricht etwa das 2,6 Millionen Euro teure Forschungsprojekt NutriWear. Es wurde im März 2007 von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen zusammen mit Motorola, Philips, dem Stoffhersteller Elastic aus Neukirchen und der auf Alten- und Krankenpflege-Produkte spezialisierten Suprima aus Bad Berneck ins Leben gerufen. Ziel des Projekts: Bei Krankenhauspatienten und Pflegeheim-Bewohnern soll mit intelligenter Kleidung der Ernährungszustand und vor allem die ausreichende Versorgung des Körpers mit Wasser überwacht werden.

Den Ingenieuren und Forschern des Lehrstuhls für Medizinische Informationstechnik ist es in Zusammenarbeit mit dem Institut für Textiltechnik bereits gelungen, Sensoren und stromleitende Bahnen in dehnbare Strickstoffe einzuarbeiten. Solche Trikotstoffe sollen zum Beispiel zu Unterwäsche oder Pyjamas verarbeitet werden – vor allem die eng sitzenden Bündchen an Hand- und Fußgelenken haben es den Forschern angetan. Sobald ein Mensch die so präparierte Kleidung trägt, könnten mehrere Sensoren rund um die Uhr den elektrischen Widerstand eines Körpers messen – die sogenannte Bio-Impedanz. Sie gibt Auskunft darüber, ob der jeweilige Patient genug isst und trinkt. Gerade bei alten und kranken Menschen ist das ein Problem, weiß Projektleiter Marian Walter: „Nach neuesten Studien sind über 40 Prozent der Menschen in Kliniken und Pflegeeinrichtungen chronisch mangelernährt.“

Ein weiteres Beispiel für den Einsatz intelligenter Textilien ist Sensave, ein Gemeinschaftsprojekt von fünf Fraunhofer-Instituten. Funkvernetzte Sensoren im Hemd checken den Gesundheitszustand und messen wichtige Werte wie die Herzschlag-Frequenz oder den Atemrhythmus. Ein speziell ausgestattetes Smartphone speichert und analysiert die Daten. Tritt eine Verschlechterung ein, dann sendet es einen Notruf an den Arzt.

An der High-Tech-Zukunft der Textilien arbeiten auch die Hohensteiner Institute. Martin Rupp, Direktor der Abteilung Bekleidungstechnik, und sein Team beschäftigen sich unter anderem damit, Kleider mit extrem dünnen Solarzellen zu bestücken. Solartex heißt das Projekt. Damit könnte ein Nutzer beim Spaziergang schon Kleingeräte wie MP3-Player oder Mobiltelefon mit Strom versorgen – vorausgesetzt, der Spaziergang findet bei Sonnenschein statt. Solartex, ursprünglich vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg unterstützt, entwickelt das Institut jetzt in Eigenregie weiter. Rupp wünscht sich aber noch „Umsetzungspartner aus der Industrie“. Ein solcher Partner könnte die Berliner Firma Sunload sein, die auf der Ispo Winter 08 in München einen Solarrucksack präsentiert.

Marktforscher sehen die weltweite Nachfrage nach High-Tech-Textilien jährlich um 10 bis 20 Prozent wachsen. Die Analysten des US-Marktforschungsunternehmens Venture Development prognostizieren für das Jahr 2010 einen Umsatz mit intelligenten Textilien von 700 Millionen Dollar.

Allerdings haben auch hier die Verbraucher noch ein Wörtchen mitzureden. Begeistern lassen werden sie sich von High Tech im Hemd nur dann, wenn die Aufrüstung einen echten Nutzen im Alltag bringt. „Die Technik muss unsichtbar sein. Kein Mensch will mit Helm, klobiger Brille, Datenkabel und Akku am Gürtel rumlaufen“, weiß Microsoft-Forscher Neugebauer.

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