PyzoTex

PyzoTex untersucht, welche unterschiedlichen Anforderungen an Sensortextilien aufgrund des Geschlechts, Alters oder Körperbaus bestehen und wie diese bei der Übertragung von bestehenden Sensortechnologien auf textile Substrate berücksichtigt werden können. Basierend auf möglichen geschlechts- und altersspezifischen Unterschieden sollen Designparameter für mit Sensorfunktionen versehene Textilien erarbeitet werden, die eine zunehmende technologische und industrielle Bedeutung haben. Die Projektergebnisse von PyzoTex sollen dazu dienen mit weiteren österreichischen WirtschaftspartnerInnen textile Innovationen gendergerecht zu entwickeln und dadurch die Erfolgswahrscheinlichkeit neuer Produkte oder Dienstleistungen zu erhöhen. Im Projekt wird eine Auswahl bei JOANNEUM RESEARCH verfügbarer Sensortechnologien mit textilen Substraten kombiniert. Zu diesen Technologien zählen Pyro- und Piezosensoren auf der Basis ferroelektrischer Polymere aus der PVDF-Klasse zur Detektion von Druck und Temperaturänderungen oder Indikatorfarbstoffe, welche ihre Farbe oder Fluoreszenz bei Reaktion mit verschiedensten chemischen oder biologischen Verbindungen ändern. Darüber hinaus sollen Feuchtesensoren basierend auf elektrogesponnenen Nanofasern untersucht werden.

PyzoTex

Gendergerechtes textiles Mensch-Maschine Interface für die Detektion unterschiedlicher Parameter wie Druck, Temperatur oder Feuchtigkeit

Beteiligte Organisationen

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH (Projektkoordination), HUMAN RESEARCH Institut für Gesundheitstechnologie und Präventionsforschung GmbH

Laufzeit

Juli 2013 – Juni 2015

Projektleiter

DI Ulrich Trog
ulrich.trog@joanneum.at

Homepage

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Ziel des Projekts

PyzoTex untersucht, welche unterschiedlichen Anforderungen an Sensortextilien aufgrund des Geschlechts, Alters oder Körperbaus bestehen und wie diese bei der Übertragung von bestehenden Sensortechnologien auf textile Substrate berücksichtigt werden können. Basierend auf möglichen geschlechts- und altersspezifischen Unterschieden sollen Designparameter für mit Sensorfunktionen versehene Textilien erarbeitet werden, die eine zunehmende technologische und industrielle Bedeutung haben. Die Projektergebnisse von PyzoTex sollen dazu dienen mit weiteren österreichischen WirtschaftspartnerInnen textile Innovationen gendergerecht zu entwickeln und dadurch die Erfolgswahrscheinlichkeit neuer Produkte oder Dienstleistungen zu erhöhen. Im Projekt wird eine Auswahl bei JOANNEUM RESEARCH verfügbarer Sensortechnologien mit textilen Substraten kombiniert. Zu diesen Technologien zählen Pyro- und Piezosensoren auf der Basis ferroelektrischer Polymere aus der PVDF-Klasse zur Detektion von Druck und Temperaturänderungen oder Indikatorfarbstoffe, welche ihre Farbe oder Fluoreszenz bei Reaktion mit verschiedensten chemischen oder biologischen Verbindungen ändern. Darüber hinaus sollen Feuchtesensoren basierend auf elektrogesponnenen Nanofasern untersucht werden.

Fragestellungen

  • Welche Textilien, auf die Sensoren aufgebracht werden können, sind für Männer, Frauen, junge und ältere Personen annehmbar, um sie direkt auf der Haut zu tragen (Hautverträglichkeit, Komfort, Wahrnehmung)?
  • Welche physikalischen und NutzerInnenanforderungen sind aus humantechnologischer Sicht relevant um bei Männern, Frauen, älteren und jungen Personen valide Messungen durchführen zu können?
  • Welche Textilsubstrat-Sensortechnologie Kombinationen sind technisch realisierbar?

Hintergrund des Projekts

Sensoren, die auf Textilien aufgebracht werden, messen physische Parameter von Personen (Temperatur, Feuchtigkeit, etc.) und stellen damit ein Mensch-Maschine-Interface dar. Bislang wurde nicht berücksichtigt, inwieweit Frauen und Männer unterschiedliche Ansprüche an den Komfort von Sensortextilien stellen. Geschlechtsspezifische Unterschiede in Hautbeschaffenheit und Sinneswahrnehmung lassen dies vermuten, wissenschaftliche Erkenntnisse hierzu liegen bisher jedoch nicht vor. Des Weiteren wirft die Entwicklung von Sensortextilien die Frage der Platzierung der Sensoren auf, um valide Messungen am menschlichen Körper durchführen zu können. Hier könnten Unterschiede in der weiblichen und männlichen Physiognomie eine Rolle spielen. Die Berücksichtigung von Geschlecht spielt also bei der Entwicklung von Sensortextilien in zweierlei Hinsicht eine Rolle, um zukünftig eine möglichst große Akzeptanz von Produkten (bspw. Notfall-T-Shirts für ältere Personen) zu erreichen.

Geschlechter-/Gender-Konzeption

Im gegenständlichen Projekt wird auf das biologische und das soziale Geschlecht rekurriert. Frauen und Männer werden nicht als homogene Gruppen wahrgenommen, sondern hinsichtlich Alter und Körperbau weiter differenziert. Bei der Sensibilisierung der ForscherInnen im Team steht ein dekonstruktivistischer Ansatz im Sinne eines Hinterfragens geschlechterstereotyper Zuweisungen im Vordergrund.

Ergebnisse

Das Projekt PyzoTex setzte sich die Entwicklung eines mit Sensorik versehenen Textils zum Monitoring von Körperfunktionen wie Puls, Atemfrequenz sowie zur Bestimmung der Hautfeuchte und des pH-Wertes von Schweiß zum Ziel. Ein zentrales Thema für die Entwicklung von Sensortextilien waren mögliche Anwendungsszenarien (Pflegebereich (als mit Sensorik versehenes Leintuch) oder sportliche Betätigung (T-Shirt zum Monitoren von Körperfunktionen)), weil diese hinsichtlich Geschlecht und Alter von NutzerInnen der Technologie eine wesentliche Rolle spielen.

Argumente für eine Testung im Sportbereich waren, in diesem Feld einen einheitlicheren Versuchsaufbau gewährleisten zu können und leichter ein Sample von Personen generieren zu können, um valide Aussagen zu treffen. Deswegen fand die Untersuchung an Laufbändern eines Fitnesscenters statt. Zur Evaluierung von geschlechtsspezifischen Unterschieden bezüglich Tragekomfort der Sensortextilien und Technikakzeptanz wurde ein Fragebogen entwickelt und Testungen an ProbandInnen im Bereich Laufsport durchgeführt. Die Personen wurden unmittelbar nach jeder der drei Phasen (Ruhephase, Belastungsphase, Auskühlungsphase) befragt. Insgesamt wurden für den Versuch T-Shirts aus drei verschiedenen textilen Substraten getestet (100% Baumwolle, 100% Polyester, Mischfaser (35% Baumwolle und 65% Polyester)), welche mit unterschiedlicher Sensorik (PyzoFlex auf textil sowie pH-Indikatoren) versehen waren. Zur Erhebung von Referenzdaten wurden unbehandelte T-Shirts herangezogen. Folgende Resultate konnten im Rahmen der ProbandInnentestung gewonnen werden: (1) Je kühler sich das T-Shirt anfühlt, desto angenehmer wird es wahrgenommen; (2) je steifer sich das T-Shirt anfühlt, desto unangenehmer wird es wahrgenommen; (3) je klebriger sich das T-Shirt anfühlt, desto unangenehmer wird es wahrgenommen; (4) Männer beurteilen das T-Shirt signifikant schlechter als Frauen; (5) je höher der BMI ist, desto angenehmer wird das T-Shirt wahrgenommen.

Grundsätzlich scheinen die Nanofasern aufgrund ihrer sehr geringen Beeinflussung der Haptik als Feuchtesensoren für Bekleidung gut geeignet. Auch wenn diese in ihrer Performance vermutlich nicht ganz mit kommerziell erhältlichen Systemen mithalten können, so zeigen sie besonders im interessanten hohen Feuchtebereich ansprechende Messcharakteristika. Einen zentralen Punkt für eine mögliche Weiterentwicklung wird allerdings die Langzeitbeständigkeit der Sensoren darstellen; so sind die Funktionsmuster in der derzeitigen Ausführung nicht waschmaschinengeeignet. Für eine mögliche Umsetzung muss vor allem an der Langzeitstabilität der Fasern, deren Kontaktierung und einer elektrischen Ankoppelung gearbeitet werden.

Das Projekt hat aufgezeigt, dass Diversitätsaspekte frühzeitig in der Technologieentwicklung berücksichtigt werden sollten. Es hat bei ForscherInnen Bewußtsein dafür geschaffen, dass Diversitätsdimensionen und die NutzerInnenperspektive in der Technologieentwicklung einfließen müssen. Es wurde bewusst, wo überall Unterschiede zwischen Männern und Frauen gemacht werden –sogar bei der Fertigung von T-Shirt-Stoffen. Und trotzdem sind die erzeugten Produkte unzureichend an unterschiedliche Körper angepasst – die erhältlichen Konfektionsgrößen waren für einige Frauen nicht passend. Es zeigt sich, dass Sensoren bei Männern und Frauen unterschiedlich platziert werden müssen, um valide Messungen durchführen zu können.

Publikationen und Kongressbeiträge

Scheipl, Gregor (2014). Printed Electronics Europe; 2014: Vortrag mit dem Titel: „PyzoFlex® and the world of Human-Machine-Interfaces”; Berlin.

Scheipl, Gregor: (2014). „Hannovermesse 2014“: Präsentation der ersten Resultate; Hannover.

Scheipl, Gregor (2015). Printed Electronics Europe; 2015: Vortrag mit dem Titel: “Innovative use cases based on fully printed piezo-/pyroelectric sensors”; Berlin.

Scheipl, Gregor (2015). “Hannovermesse 2015“: Präsentation der Resultate; Hannover.

Mohr, Gerhard; Müller, Heidrun (2015). Tailoring colour changes of optical sensor materials by combining indicator and inert dyes and their use in sensor layers, textiles and non-wovens. In: Sensors and Actuators B: Chemical; 206.

Reidl, Sybille: The challenges and potentials of gendered innovation projects: an interdisciplinary perspective – a field report

Reidl, Sybille (2015). Vortrag mit dem Titel: „Don’t shrink it – pink it: Potentiale und Herausforderung von Gender und Diversität in der Technologieentwicklung“; Vortragsreihe Genderforschung an der Universität Wien.

Reidl, Sybille (2015). Vortrag mit dem Titel: “Challenges and potentials of gendered innovation projects: a field report”; Brüssel.