手持ちの服がウェアラブルデバイスに。薄いコーティングで手触りそのまま
image: printalot/Shutterstock

手持ちの服がウェアラブルデバイスに。薄いコーティングで手触りそのまま

ガジェットのあり方を変えるかもしれない技術。

ウェアラブルデバイスって、それが生まれた瞬間からずっと、「ダサい」、「変に目立つ」ってことが課題でした。Google Glassなんて最たるものでしたし、Apple Watchは他のスマートウォッチ類に比べればかなり健闘していますが、どちらかというと「極力目立たないようにする」方向のように見えます。

でももっと極端なことを言えば、ウェアラブルデバイスに求められることは「好みのデザイン」とか「目立たないデザイン」とかじゃなく、そもそも新たに身に着ける必要がないってことじゃないでしょうか。つまり、自分がいつも着てるものにフィットネストラッカーなり通知なりの機能が搭載されるなら、「デザインが…」と悩むこともありません。今回、そんなわがままを可能にしてくれそうな技術が発表されました。

マサチューセッツ大学アマースト校のTrisha Andrew准教授らは新たな論文で、普通の布や衣服に特殊な素材を蒸着(蒸発させてくっつける)させることでそれらを伝導体に変え、ガジェットとして使えるようにする技術を発表しました。その手法を使えば、ただの糸が電気を通すケーブルになったり、布の摩擦やそこに当たる太陽光を元に電力を作り出したり、その電力を他のガジェットに供給したりといったことが可能になるんです。

その特殊な素材はポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、またの名をPEDOTと言われるものです。Andrew准教授の研究室のLushuai Zhangさんらは、このPEDOTを蒸着する手法によって市販の綿や麻、絹、パイナップル繊維などの布あわせて14種類をコーティングし、それらの電気伝導性や丈夫さを検証しました。

その結果、14種類の布すべてにPEDOTがしっかりくっつき、しかも手触りは元の布と同じでした。コーティングの厚さは最大でも約500nmと人間の髪の毛に比べると10分の1程度。重さの面でも最大2%しか変わりません。

布のコーティングというと、洗濯や伸縮で落ちてきそうな気がしますが、その点も実験済みです。実験では100nmのコーティングをした絹のシートに対し、金属のへらでこする、洗剤で強く洗う、くしゃくしゃにした後アイロンをかけるといった負担をかけ、布自体が傷むほどの扱いをしたものの、それでもコーティングが落ちることはありませんでした。

video: Wearable Electronics Lab @UMass Amherst/YouTube

ただしお洒落な服と同じように、PEDOTコーティングの素材の取扱いには多少の注意が必要です。コーティングにいろいろな負荷をかけたあとで素材の伝導性を確認したところ、湿った環境、または長時間高温にさらすと伝導性が悪くなっていく傾向がわかりました。一番影響が大きかったのはスチームアイロンで、PEDOTコーティングしたパイナップル繊維の伝導性は27%にまで下がってしまいました。とはいえ、「アイロン禁止」とか「洗うときは何度以下」みたいな洗濯表示は普通にあるので、このまま実用化されたとしても、使う側がそういった表示を守れば問題ないでしょう。

Andrew准教授らはこの技術の応用先として、たとえば既存のスポーツウェアをそのまま心拍計にするといったアイデアを提案しています。すでにプロトタイプとして、市販のスポーツ用ブラに心拍計の電極を付けたものを作成しています。Andrew准教授によれば、医療用の高精度な心拍計には心拍を検知する電極が12個あるのに対し、一般的な腕時計型のフィットネストラッカーにはそれが1個しかありません。そこで研究チームのプロトタイプには8個の電極を付けています。彼らはさらに4個の電極を持つレギンスも開発して上下合わせたときの電極数を12個にして、医療用の心拍計との精度の差をテストする予定です。

研究チームの野望は、単に既存の技術の改善にはとどまりません。Andrew准教授は、将来的に「どんな服でも太陽電池に変えて、服に当たる太陽光を電池に充電したり、小さなガジェットの電源として使ったりしたい」と語っています

となると、この技術は単にウェアラブルデバイスを変えるだけではなく、電力の作り方・使い方といった社会のインフラまでも変化させる可能性がありますね。いつか我々がいろんなデバイスを持ち歩き、それらを充電することから解放されて、普段着が自家発電するガジェットも兼ねていたりするのかもしれません。

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source: University of Massachusetts via Science Daily, Wearable Electronics Lab @UMass Amherst/YouTube, UMass Amherst

(福田ミホ)

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