Bu yazılım giyimin altındaki ısı dağılımını hesaplıyor!

Materyal Bilimi ve Teknolojisi İsviçre Federal Laboratuvarları Olivia Götschi’den

Sporda, işte veya oturma odasında – faaliyete ve çevreye bağlı olarak, giysilerimizin farklı talepleri karşılaması gerekir. Empa bilim adamları, verilen bir giysinin bizi ne kadar sıcak tutacağını tahmin eden bir model geliştirdiler. Önemli faktör, vücudumuzla en dıştaki kıyafet katmanı arasındaki hava boşluğudur.

Kışın güneşli ve sıcak görünebilir. Fakat biz rüzgara maruz kaldığı anda donmaya başlarız. Giysilerimiz şartlara uymuyorsa, hemen kendimizi rahatsız hissediyoruz. Konfeksiyon geliştiricileri, diğer taraftan, ürünlerini müşterilerinin gereksinimlerine mümkün olduğunca yakından uyarlamak istiyor. Tişörtlerin, ceketlerin veya ayakkabıların vaat ettiklerini teslim edip etmediklerini görmek için şimdiye kadar prototipli testler gerekliydi. Empa bilim adamları şimdi, bir kişinin kıyafet giyerken ne kadar sıcak ve rahat hissettiğini hesaplayan bir bilgisayar programı geliştirdiler.

Örneğin, bir kış ceketinin termal konforu esasen kumaşı tarafından belirlenmemektedir. Empa araştırmacısı Agnes Psikuta, “Vücut ve kumaş arasındaki hava katmanları çok daha önemli” diyor. “Hava boşlukları, bir giysinin termal özelliklerinin yüzde 70’inden daha fazla sorumludur.” Bunun nedeni havanın mükemmel bir yalıtkan olmasıdır. Bu nedenle, kıyafet vücut ile dıştaki en dış katman arasında çok fazla hava olduğu zaman özellikle iyi yalıtır. Bu hava kaçarsa, izolasyon acı çeker ve biri donmaya başlar.

Moda endüstrisinden kopyalandı

Bugüne kadar, ısı kaybını öngörmeye yönelik çoğu bilimsel model temel olarak bir giysi parçası üretmek için kullanılan kumaşın özelliklerine dayanıyordu. Bununla birlikte, bir vücut hareket ettiğinde kumaşlar çok farklı düşer. Bu aynı zamanda yalıtkan hava katmanlarını da değiştirir; ancak sadece kalıcı bir tabaka iyi yalıtabilir. Bu nedenle araştırmacılar, hareket sırasındaki hava boşluğu kalınlığındaki değişimi hesaplamak için çözümler aradılar. “Moda endüstrisi için geliştirilen bilgisayar programlarını temel olarak kullandık. Bu programlar podyumda durumu simüle ediyor. Tasarımcılar bir giysi için sanal bir model oluşturabilir ve yeni tasarlanan giysilerinin hareket halindeki bir insana nasıl göründüğünü görebilir.” Bu bilgisayar programlarının giysilerin vücuda nasıl asılacağını doğru bir şekilde tahmin edebileceği ortaya çıktı .

Agnes Psikuta ve ekibi tarafından geliştirilen yazılım, birbirleriyle etkileşime giren farklı matematiksel modelleri birleştiriyor. Hava katmanlarına ek olarak, program, kullanıcının terleme veya vücut hareketlerinin giysi üzerindeki etkisinin yanı sıra kullanıcının termal rahatlığını da öngörmektedir. Son olarak, bir kesme kalıbı avatar tarafından giyilebilen sanal bir giysi parçasına dönüştürülür.

Program ayrıca, örneğin sonbaharda koşmak için en uygun kıyafeti geliştirmede yardımcı olabilir. Psikuta, “Kumaşlar veya estetik tasarım belirlenmeden önce bile, yazılımımız gerekli giysilere uyması gerektiğini hesaplıyor” diye açıklıyor Psikuta. Ve tüm bunlar sadece standart boyutlar için değil. “Programımız avatarları farklı vücut tiplerine ve boyutlarına göre şekillendirebilir. Örneğin, özellikle kaslı, kıvrımlı veya ince insanlar için bir şeyler geliştirilecekse, programı buna göre uyarlayabiliriz.”

Gelişme süresi yüzde 90 kısaldı

Sonunda, program, yeni kıyafet ve fonksiyonel donanımın geliştirilmesi için sayısız prototipin yerine yardımcı olur. Bu aynı zamanda zaman alan test çalışmalarına duyulan ihtiyacı da ortadan kaldırdığından, geliştirme süresi yüzde 90’a kadar azaltıldı. Psikuta, “Gerçekten ne kadar zaman kazanabileceğimizi, söz konusu ürüne ve karmaşıklığına büyük ölçüde bağlıyor” diyor. “Örneğin, itfaiyeciler için koruyucu kıyafetler – sonuçta sağlık ve hayat kurtarıcı bir ekipman parçası – çok karmaşık bir yapıya sahipken, diğer yandan spor bir tişört biraz daha kolay.”

Ancak, bilgisayar programını çalıştırmak önemsiz olmaktan başka bir şey değildir. Araştırma sonuçlarını pratikte uygulamak için Empa, örneğin kış sporları için fonksiyonel giysiler üreten endüstriyel ortaklarla işbirliği yapıyor. Psikuta, “Yeni fikirler ortaya koyuyorlar ve onları teknolojimizle destekliyoruz ve kıyafetlerini mümkün olan en kısa sürede geliştirmelerine yardımcı oluyoruz” diyor. Kendisi ve ekibi, akademik ortaklarla sürekli daha da geliştirmek ve daha sonra mümkün olduğunca çok sayıda kullanıcıya erişilebilir hale getirmek için yazılımı bilimsel konferanslarda sunmaktadır.