Haftowana antena i guzik z mikroprocesorem, czyli nowe możliwości tekstroniki

Sposób rozpoznawania obiektów tekstylnych za pomocą fal radiowych do wykorzystania przez szpitale, hotele, a w przyszłości w codziennym życiu każdego z nas opracowali dr hab. inż. Piotr Jankowski-Mihułowicz, profesor Politechniki Rzeszowskiej oraz dr inż. Mariusz Węglarski z Katedry Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki.

Wynalazek rzeszowskich naukowców to elektroniczny identyfikator RFID. Jego moduł antenowy oraz mikroelektroniczny zostaną wyhaftowane, uszyte lub przyszyte bezpośrednio przez producenta tekstyliów. Dzięki temu ma on znaleźć powszechne zastosowanie podczas monitorowania i automatyzacji procesów na każdym etapie cyklu życia wyrobów tekstronicznych. Cykl ten obejmuje produkcję, magazynowanie, dystrybucję, eksploatację i utylizację. Dzięki elektronice wszytej w tkaninę bezpośrednio przez producenta będzie można bez udziału człowieka posegregować szpitalną bieliznę w automatycznej pralni. Identyfikatory w poszewkach, ręcznikach czy obrusach usprawnią procesy logistyczne w hotelarstwie i gastronomii. Chipy z czujnikami umieszczone w szwach czy guzikach pozwolą projektować odzież BHP, która sama poinformuje o swojej wytrzymałości na przykład na wysoką temperaturę. Opatentowany wynalazek pn. „Tekstroniczny identyfikator RFID” wpisuje się w funkcjonowanie już dobrze znanych z naszego otoczenia systemów radiowej identyfikacji obiektów opisanych skrótem RFID. Technika RFID polega na radiowej (bezprzewodowej) identyfikacji elektronicznie oznakowanych obiektów. Jak wyjaśnia dr hab. Jankowski-Mihułowicz, za pomocą fal radiowych w sposób prawie niewidoczny można rozpoznawać obiekty. Tak się dzieje, kiedy w sklepie kasjer identyfikuje produkty za pomocą czytnika kodów kreskowych. Nadrukowany na każdym produkcie kod jest unikalnym identyfikatorem grupy wyrobów, czyli np. wszystkich takich samych puszek kawy. Łatwo sobie wyobrazić, jak wydłużają się kolejki podczas strajku włoskiego, kiedy kasjerzy ręcznie wstukują cyfrową informację. Nie trzeba zresztą strajku, wystarczą święta i wypełnione po brzegi koszyki, żeby identyfikacja towarów ciągnęła się w nieskończoność. - W przyszłości, gdyby produkty były oznaczone elektronicznym identyfikatorem RFID, nawet nie musielibyśmy ich wyciągać na taśmę. Moglibyśmy pełnym koszykiem przejechać przez bramki antenowe, a zautomatyzowany system mógłby to wszystko naraz odczytać i dostalibyśmy rachunek – mówi naukowiec. Obecnie systemy RFID pomagają nam w płaceniu zbliżeniowymi kartami, te same systemy znajdują się w identyfikatorach, które wykorzystujemy w miejscu pracy, kiedy chcemy dostać się do jakiejś wydzielonej strefy budynku. W sklepie możemy znaleźć identyfikatory wyrobów w formie naklejki na produkcie czy specjalnego klipsa. Oznaczenia takie umieszczane są na paczkach doręczanych przez kurierów. Kiedy gdzieś wyjeżdżamy taki identyfikator owijany jest wokół rączki naszej walizki na lotnisku, żeby w sortowniach nasz bagaż trafił automatycznie do odpowiedniego samolotu. Wynalazek opracowany na Politechnice Rzeszowskiej to sposób znakowania wyrobów tekstylnych bezpośrednio na etapie ich produkcji. Tekstroniczne identyfikatory bezprzewodowo komunikują się z urządzeniami, a te automatycznie je rozpoznają i rozpoczną procesy logistyczne. Identyfikator przymocowany do wyrobu tekstylnego – poszewki na poduszkę czy kołdrę, ubrania, szlafroka – przekazuje urządzeniom unikalną elektroniczną informację o tym, z jakiego jest materiału, jaki ma kolor i przeznaczenie. - W naszym zastrzeżonym wynalazku tekstylia będą oznaczane przez samego producenta. Antenę będzie można wyhaftować, wyszyć na wyrobie już na etapie produkcji, a moduł mikroelektroniczny przyszyć np. w formie guzika. Producenci tekstyliów już dziś takie możliwości technologiczne mają, tylko tego po prostu nie robią. A potrzeba jest zauważalna – mówi dr hab. Jankowski-Mihułowicz. Naukowiec tłumaczy, że bielizna szpitalna czy operacyjna musi być ściśle kontrolowana w procesie prania i to na dodatek bez udziału ludzi. Często ta bielizna jest skażona bakteriologicznie i jej segregacja musi się odbywać automatycznie. Kolejne potencjalne zastosowania to mundury i odzież ochronna. Jak zaznacza dr hab. Jankowski-Mihułowicz, mundury policyjne czy strażackie muszą chronić człowieka w trudnych warunkach środowiskowych. Strażak powinien wiedzieć, w jakich warunkach pracuje i kiedy wchodzi w strefę niebezpieczną. - Nasze identyfikatory mogą mieć wewnętrzne czujniki i kontrolować stan pracy tej odzieży. Strażak otrzyma informację, że jest w zbyt wysokiej temperaturze i jego odzież może nie wytrzymać tak ekstremalnych warunków środowiskowych – zapewnia dr hab. Jankowski-Mihułowicz. Rozmówca PAP podkreśla, że założeniem wynalazców było, aby elektroniczna informacja o produkcie była trwała. Musi bowiem obejmować cały cykl od produkcji, kontroli jakości, przez dystrybucję i handel, następnie przez eksploatację i reklamację, a na końcu – utylizację. Naukowiec tłumaczy, że w przyszłości wyroby tekstroniczne z interfejsem RFID w połączeniu z pralkami nowej generacji będą potrafiły „porozumiewać się” między sobą. Pralka sama zaprogramuje się odpowiednio do wszystkich rzeczy, które zostaną do niej wrzucone – nawet, jeśli pomieszają się kolory i rodzaje tkanin. Takich pralek jeszcze nie ma, podobnie jak żelazek, które same uniemożliwią nam przypalenie koszuli. Ale w tym kierunku może się rozwijać przemysł odzieżowy i tekstylny oraz branża AGD. Następna nisza dla zastosowania systemu elektronicznej identyfikacji to ekoodzież i promowany przez UE recykling ubrań.

Dr hab. Jankowski-Mihułowicz zapewnia, że znakowanie materiału przez producenta nie podniesie znacząco ceny wyrobu. Producenci tekstyliów na całym świecie pracują nad nićmi przewodzącymi, które będzie można zastosować w zwykłych maszynach produkcyjnych i wyhaftować antenę wewnątrz produktu.

Rzeszowski wynalazek będzie mógł usprawnić systemy antykradzieżowe w sklepach. - Obecnie mamy w sklepach klipsy zabezpieczające towar przed kradzieżą. Ubiór jednak niszczy się, kiedy w materiał wbijane są gwoździe z takich klipsów. W przyszłości w każdej wyprodukowanej rzeczy będzie elektroniczny identyfikator RFID. W przymierzalni system odczyta co wybraliśmy i będzie mógł na wirtualnym oknie zaproponować jak będziemy w tym wyglądać. Zasugeruje też odpowiednie dodatki. To kolejny aspekt zastosowań, już bardziej marketingowy – wylicza naukowiec. Jego zdaniem, internet wyrobów tekstylnych to kolejny etap rozwoju internetu rzeczy. Naukowcy w 2018 r. otrzymali patent na swój wynalazek. W ramach programu MNiSW „Regionalna Inicjatywa Doskonałości” Politechnika Rzeszowska dostała grant na Regionalne Centrum Doskonałości Automatyki i Robotyki, Informatyki, Elektrotechniki, Elektroniki oraz Telekomunikacji. Jednym z zadań badawczych tego centrum jest przygotowanie tekstronicznego identyfikatora RFID do komercyjnego wykorzystania. - Partnerzy biznesowi już są, zapotrzebowanie też. Aktualnie na rynku już rozpoczęto cząstkowe wdrożenia systemowe, np. w szpitalach, ale dokonuje się tego z zastosowaniem zewnętrznego montażu identyfikatora pralniczego. Chcemy jednak aby ta sama firma, która produkuje tekstylia, mogła wytwarzać tekstroniczne identyfikatory RFID za pomocą dostępnych u siebie procesów technologicznych. Obecnie nie jest to jeszcze możliwe, więc obszar wykorzystania elektronicznej informacji w cyklu życia tekstyliów jest ograniczony – mówi naukowiec. Źródło: PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk