УМНЫЕ ПАЙЕТКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДИЗАЙНЕРСКОЙ ОДЕЖДЫ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

7. Верганти Р. Инновации, направляемые дизайном. Как изменить правила конкуренции посредством радикальных смысловых инноваций [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.moscowbooks.ru/book/945756, свободный.

8. Романченко C.B. Новшества, нововведения, инновации: определения и сущность / С. В. Романченко II Молодой ученый - 2012. - №4. - С. 34-38.

9. Задесенец Е.Е. Дизайн-технологии создания и продвижения инновационной продукции на потребительский рынок/Е.Е. Задесенец, Г.К. Сергеева. - М.: ВНИИТЭ, 2009. - 76 с.

10. NBIC-технологии: инновационная цивилизация XXI века / А. К. Казанцев; под ред. А. К. Казанцева, Д. А. Рубвальтера. - М. : ИНФРА-М, 2012. - 383 с.

УМНЫЕ ПАЙЕТКИ - ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДИЗАЙНЕРСКОЙ ОДЕЖДЫ A.M. Бражников, A.M. Бражникова, Р. Г. Гришин (научный руководитель)

ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»,

Россия, г. Самара

Развитие информационных технологий и новых текстильных материалов привело к появлению умной одежды, которая способна получать информацию из окружающего мира (или собирать информацию о своём хозяине), обрабатывать её и изменять свои свойства в зависимости от текущей ситуации

Индустрия моды одной из первых откликается на появление новых технологий. Дизайнеры, постоянно ищущие новые идеи и концепции, быстро подхватывают новые разработки и находят им применение в своих концептах, создавая уникальные коллекции одежды.

Одно из направлений, активно поддерживаемое многими современными дизайнерами, - одежда, меняющая цвет. Идея создания одежды, способной самостоятельно перекрашиваться в режиме реального времени, озвучивалась во многих фантастических произведениях. Причём интерес к такому свойству одежды проявляют не только дизайнеры, но и военные. Костюм, способный окрашиваться в цвет травы, камня, дерева, подражая любому природному сочетанию оттенков, станет превосходным камуфляжем для солдата.

С технической точки зрения на данный момент существуют два способа заставить одежду менять свой цвет: использовать специальные краски, изменяющие свой цвет при воздействии на них внешних факторов, или использовать электронный текстиль, оснащённый множеством цветовоспроизводящих элементов, управляемых микропроцессором.

Первый способ основан на изготовлении красящих веществ из полимерных материалов, изменяющих свои оптические свойства (способность отражать, поглощать и преломлять свет с разной длиной волны) под действием температуры (термохромные), влажности (гидрохромные) или магнитного поля (парамагнитные). Коллекция лондонского дизайнера Лорен Броукер, представленная в 2014 году, демонстрирует все возможности данных технологий [1].

Второй способ использует достижения микроэлектроники и предполагает интегрирование в ткань электронных компонентов (аккумуляторов, проводников, микропроцессоров, светодиодов и электродвигателей). Управляемые от центрального процессора или действующие автономно, составные части умной ткани способны при помощи цветовоспроизводящих устройств синтезировать любой цвет и оттенок.

В качестве цветовоспроизводящих устройств могут выступать [2]:

- LED (светодиодные) матрицы;

- LCD и LED дисплеи;

- e-link (электронные чернила) экраны;

- электроактивные полимеры.

Наиболее популярными являются светодиодные матрицы и отдельные светодиоды. Благодаря простоте использования, малому энергопотреблению, миниатюрным размерам отдельных светодиодов, многие дизайнеры обратили внимание именно на них.

Однако светодиодные матрицы обладают рядом недостатков. Каждый светодиод матрицы постоянно потребляет энергию. Чем выше яркость светодиода, тем больше энергии он потребляет. Проблему могут решить e-link дисплеи, но они имеют очень высокую стоимость.

Авторами данной работы разработаны электромеханические цветовоспроизводящие устройства, которые получили название «Умные пайетки» (рис.1).

Рисунок 1 - Умная пайетка различной формы

Каждая пайетка состоит из основания, электронного блока управления (печатной платы), миниатюрного шагового двигателя и лепестка, окрашенного с двух сторон в различные цвета (рис.2). Устройство имеет цифровой интерфейс и входит в состав матрицы с неограниченным количеством элементов с управлением на уровне отдельной пайетки. Основание размещается на эластичной основе (сетчатой ткани).

Рисунок 2 - Структура умной пайетки Лепесток пайетки может быть не только окрашен в различные цвета, но и иметь различную текстуру: матовую, глянцевую, пористую (рис.3)

Рисунок 3 - Контроль микроклимата одежды

Это позволяет контролировать количество поглощаемого одеждой солнечного излучения, а также управлять процессом испарения влаги из-под поверхности материала и, таким образом, реализовать контроль микроклимата одежды.

ЗБ-печать быстро проникла в сферу дизайна одежды. Простота использования современных принтеров, широкий ассортимент материалов и практически неограниченные возможности по созданию самых сложных пространственных структур привлекли молодых дизайнеров, стремящихся сделать одежду настолько личной, индивидуальной, насколько это возможно.

Необходимо отметить, что создание одежды с применением аддитивных технологий -непростая инженерная задача, так как «детали» одежды, выращенные на ЗБ-принтере, отличаются от традиционных текстильных материалов. Они имеют большую массу, меньшую гибкость, низкую пластичность и довольно жёсткие на ощупь

На сегодняшний день существует несколько способов создания полотен «тканей» с применением аддитивных технологий.

1. Создание «кольчуги» из отдельных жёстких элементов, шарнирно сцепленных друг с другом. Интересной является работа творческой студии Nervous System, которая в 2014 году создала платье,

которое было напечатано на 3D-npnHTepe одной деталью, причём отличалось необычайной подвижностью и лёгкостью. Это заслуга специально разработанных шарнирных соединений и особой геометрии «кольчуги», а также уникальной технологии 4D-ne4arn, реализованных посредством селективного лазерного спекания порошкового полимера (SLS печать) [3].

2. Печать эластичными пластиками (FLEX пластик) отдельных элементов одежды и последующее их соединение в изделие. В данном направлении работает дизайнер из Израиля Данит Пелег, которая в 2015 году представила коллекцию из 5 нарядов, собранных из «лоскутков» FLEX пластика, напечатанных на 3D-npHHTepe. Получившиеся платья обладают значительной эластичностью, что не в последнюю очередь достигается за счёт узора лоскутков. Причём для изготовления такой одежды достаточно иметь принтер начального уровня [4].

3. Печать «чешуи» (отдельных жёстких пластиковых элементов) на ткани. Данный метод подходит для печати на FDM принтерах. Деталь формируется на специальной сетчатой основе. После завершения печати отдельные чешуйки образуют с основой единое целое [5].

Для размещения электромеханических цветовоспроизводящих устройств было решено использовать «чешуйки», напечатанные на сетчатой ткани. Выбор сделан в пользу данного метода, так как, с одной стороны, «чешуйки» могут быть напечатаны из твёрдого PLA пластика и служить для крепления печатной платы пайетки, а с другой стороны, метод достаточно прост и не требует специального оборудования.

Следует отметить, что гибкость полотна определяется формой, размерами «чешуек» и расстоянием между ними. Для того чтобы определить оптимальную форму пайеток, было напечатано несколько фрагментов с различными формами «чешуек» (рис.4).

Рисунок 4 - Различная форма пайеток, размещённых на сетчатой ткани

Оказалось, что форма правильного шестиугольника (пчелиные соты) обеспечивает минимальный зазор между элементами полотна и максимальную гибкость во всех направлениях.

Так как каждая пайетка предназначена для работы в составе матрицы, существует задача передачи информации между элементами матрицы, а также обеспечения их электрическим питанием. Для этого в сетчатую ткань вплетены нити из токопроводящего материала, обладающие высокой гибкостью и ресурсом работы (в отличие от медных проводников).

Таким образом, авторами дайной статьи были разработаны электромеханические цветовоспроизводящие устройства, специально предназначенные для размещения на одежде. Несмотря на ограниченную палитру цветов, умные пайетки обладают рядом преимуществ перед светодиодными матрицами и e-link дисплеями: возможность менять не только цвет, но и текстуру материала, низкое энергопотребление (энергия расходуется только в момент переключения цвета).

Дальнейшая работа будет связана с разработкой образцов одежды с применением умных пайеток и тестированием практической применимости разработанного устройства.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Чернила для алхимика. Интернет журнал CABLOOK [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cablook.com/fashion/chernila-dlya-alhimika/ - Дата обращения: 15.07.2020.

2. Бражников .A.M., Бражникова A.M. Анализ технологий создания цветовоспроизводящих устройств для систем адаптивного камуфляжа. Современные инновации в науке и технике (сборник трудов конференции), Зап. гос. ун-т. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т. - 2020. - 355 с.

3. Kinematics Dress [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://3dtoday.ru/blogs/dddcopy-gmail-com/kinematics-dress/ - Дата обращения: 16.07.2020.

4. Дани Пелег: 3D печать одежды [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dlux.ru/odezhda-dolzhna-byt-razumnoj/ - Дата обращения: 16.07.2020.

5. Print Onto Fabric [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.instructables.com/id/How-to-3D-Print-Onto-Fabric/ - Дата обращения: 17.07.2020.

НЕЙРОЭСТЕТИКА. ПРИМЕНЕНИЕ В ИНТЕРЬЕРЕ О.И. Вольхина

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», Россия, г. Санкт-Петербург

Красота — это первая ступень, ведущая к любви.

Концепция нейроэстетики была впервые озвучена Семиром Зеки, известным ученым и профессором нейроэстетики, преподающим в Университете Лондона, в 1999 году. Данная наука расположена на стыке когнитивной психологии, нейробиологии и искусства. В нейроэстетике модели когнитивной психологии используются для того, чтобы изучить, как именно наш мозг отвечает на эстетические стимулы. В 1994 году Семир Зеки начал исследование нейрооснований креативности и того, каким образом мозг воспринимает и получает удовольствие от созерцания искусства, а в 2001 году он организовал институт нейроэстетики, который изучает следующие понятия:

1. Процесс создания нового, процесс креативности человека, прослеживание этой работы в различных областях мозга.

2. Исследование биологических оснований эстетики.

3. Знакомство людей с исследованиями в области визуального восприятия.