Dina kläder kan bli extramuskler

–    Vi har varit först i världen med den här forskningen och intressent från omvärlden har varit jättestort. Efter de vetenskapliga framgångarna ser vi fram emot att utveckla en innovation som kan komma människor till nytta, säger Nils-Krister Persson, docent vid Textilhögskolan vid Högskolan i Borås, och forskningsledare för Smart Textiles Technology Lab. 

Kollegan Edwin Jager, professor vid Linköpings universitet, förklarar de textila musklernas potential: 
– När vi säger exoskelett ser vi framför oss en nästan robotliknande figur med klumpiga mekaniska delar. Men med textila muskler kanske det skulle räcka med ett par långkalsonger vävda av vårt garn för att ge extra styrka när man till exempel ska lyfta tungt.

År 2017 visade Edwin Jagers forskargrupp tillsammans med forskare vid Högskolan i Borås hur en vanlig tråd med ett hölje av ledande plaster (PEDOT och polypyrrol) kan töjas och krympas när den får en elektrisk spänning. En nyhet som fick stor uppmärksamhet.

Men styrkan i en ensam tråd är inte hög. Därför parallellkopplar forskarna flera trådar och väver ihop dem till ett tyg. Då blir styrkan mycket högre. Men dynamiken i ett rörligt tyg är betydligt mer komplex än man först kan tro.   

– Vi är i kontakt med textilier 99 procent av livet – kläderna du har på dig, lakanen du sover i och bilen du kör. Där finns också en enorm potential att väva smarta textilier som kan vara till hjälp i vardagen för många människor, säger Carin Backe, doktorand vid Institutionen för textilteknologi vid Textilhögskolan, som arbetat i projektet Weafing. 

Hennes forskningsämne är textil materialteknologi med fokus på textila konstruktioner för mekanisk rörelse och beröringskommunikation (haptik). Och just haptisk kommunikation är det område där forskningen inom textila muskler har kommit närmast tillämpning.

Lyfts upp på EU Innovation Radar

Det nyligen avslutade Horizon 2020-projektet Weafing uppmärksammas nu på EU-kommissionens Innovation Radar, som ett exempel på excellent forskning. I projektet har forskargrupperna vid LiU och Högskolan i Borås, tillsammans med universiteten i Nederländska Twente och Cergy utanför Paris samt företagen Elitac Wearables och Wearable Technologies, utvecklat en ärm med invävda textila muskler som ska kunna ge haptisk återkoppling. 

– Vi satsade på haptik i projektet för att de textila musklerna i dagsläget är lite för svaga och långsamma för att fungera som faktiska muskler, säger Carin Backe.

Ärmen har invävda textila muskler som ska kunna ge haptisk återkoppling.
Den har utvecklats i EU-projektet Weafing. Foto: Weafing

Forskarna kunde visa hur ärmen går att använda för social beröring på distans. Användarna har på sig varsin ärm som är kopplad till varsin dator. När den ena personen strök på sin egen ärm kände den andra strykningen genom sin ärm.

Det som händer är att integrerade sensorer, känner av trycket hos den som stryker. De signalerna skickas vidare till mottagarens ärm där textilen drar ihop sig tack vare de textila musklerna. Det skapar ett tryck på huden som uppfattas som en beröring. Men tekniken är inte bara användbar för närhetstörstande par i distansrelation. 

– För synskadade skulle det kunna vara ett alternativ att få information om omgivningen genom kläderna för att underlätta navigering i till exempel stadsmiljö, säger Edwin Jager.

Men han menar att det också skulle kunna användas inom spelindustrin som ett komplement till VR som förhöjer upplevelsen av ett spel. Till exempel skulle du känna ett tryck på kroppen där du blir skjuten i spelet.

– Där finns de stora pengarna i dagsläget. Det är kanske den inriktningen man får gå mot för att kunna kommersialisera produkten inledningsvis. Efter det kan man satsa på andra mer intressanta samhällsnyttiga tillämpningar, säger Edwin Jager.

En hjälp vid tunga lyft 

Nästa steg för forskningen är att öka kraften som varje textil muskel kan lyfta. På sikt är visionen att göra hela kläder där textila muskler är integrerade. En mjukt exoskelett som inte syns på utsidan.

– Inom äldrevården hade det varit ett utmärkt alternativ både för personalen, som då kunde undvika förslitningsskador från tunga lyft, och för de äldre som kan få en boost när de ska resa sig upp. Men det skulle även kunna vara aktuellt för byggnadsarbetare och andra som har många tunga lyft i sitt jobb, säger Edwin Jager. 

Nils-Krister Persson och Edwin Jager har arbetat ihop sedan 2017. Foto: Thor Balkhed/Linköpings universitet

Horizon 2020-projektet är nu avslutat men forskningen och samarbetet mellan Högskolan Borås och LiU fortsätter tack vare ett bidrag på sex miljoner kronor från Erling Perssons Stiftelse som stöttat forskningen sedan 2017. Nils-Krister Persson menar att de bara skrapat på ytan för potentialen för tekniken: 
– Det är ju så att vi har muskelfiber i kroppen och vilka är experter på fibrer om inte textilvärlden? Det finns mycket vi kan inspireras av från naturen och realisera i textil, säger han. 

Enligt Edwin Jager går utvecklingen snabbt och att det antagligen inte är allt för långt fram i tiden vi kan se det första fungerade mjuka exoskelettet:

– Jag är väldigt nöjd eftersom vi 2017 hade en liten garntråd som rörde sig och endast fungerade i vätska, och nu har vi en fullt fungerade prototypärm. Jag tycker att det är så häftigt att vi lycktas ta oss hela den vägen på endast sju år.

Läs mer

Weafing
Nils-Krister Perssons forskarprofil
Carin Backes forskarprofil
Mer forskning inom området Textil och mode