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Mit dem Shirt „SmartTex“ können Astronautinnen und Astronauten die nötigen Sensoren komfortabel am Körper tragen. © DLR
SmartTex Shirt
27.10.2021

Forschung für kosmische Missionen: SmartTex liefert Daten über Vitalfunktionen

Es sieht aus wie ein normales Shirt, doch es hat es in sich:  Das neue SmartTex Shirt transferiert mittels integrierter Sensoren physiologische Daten von Astronautinnen und Astronauten über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk zur Erde.  Auf diese Weise sollen die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System, vor allem in Hinblick auf langfristige bemannte Weltraum-Missionen, bewertet und dokumentiert werden. Getestet wird das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit der DSI Aerospace Technology, der Medizinischen Fakultät der Universität Bielefeld sowie dem textilen Forschungspartner Hohenstein entwickelte SmartTex im Rahmen des Projekts Wireless Compose-2 (WICO2) zum ersten Mal vom deutschen ESA-Astronauten Dr. Matthias Maurer, der am 30. Oktober 2021 für sechs Monate zu seiner Mission Cosmic Kiss auf der Internationalen Raumstation ISS aufbricht.

Es sieht aus wie ein normales Shirt, doch es hat es in sich:  Das neue SmartTex Shirt transferiert mittels integrierter Sensoren physiologische Daten von Astronautinnen und Astronauten über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk zur Erde.  Auf diese Weise sollen die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System, vor allem in Hinblick auf langfristige bemannte Weltraum-Missionen, bewertet und dokumentiert werden. Getestet wird das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Kooperation mit der DSI Aerospace Technology, der Medizinischen Fakultät der Universität Bielefeld sowie dem textilen Forschungspartner Hohenstein entwickelte SmartTex im Rahmen des Projekts Wireless Compose-2 (WICO2) zum ersten Mal vom deutschen ESA-Astronauten Dr. Matthias Maurer, der am 30. Oktober 2021 für sechs Monate zu seiner Mission Cosmic Kiss auf der Internationalen Raumstation ISS aufbricht.

„Schon bei den Vorgängerprojekten Spacetex (2014) und Spacetex2 (2018) konnten wir wertvolle Einblicke in das Zusammenwirken von Körper, Bekleidung und Klima unter Schwerelosigkeit gewinnen.“, erklärt Hohenstein Senior Scientific Expert Dr. Jan Beringer. Die damals durch den Einsatz des ESA-Astronauten Dr. Alexander Gerst gelieferten Erkenntnisse flossen nun unmittelbar in die Entwicklung des neuen SmartTex Shirts bei Hohenstein mit ein. „Matthias Maurer kann sein maßgeschneidertes Shirt während der (all)täglichen Arbeit auf der Internationalen Raumstation komfortabel am Körper tragen. Dafür haben wir seine Körpermaße als Grundlage für unsere Schnittentwicklung und die Herstellung des Shirts verwendet. In das Shirt haben wir die nötigen Sensoren sowie Datenverarbeitungs- und Kommunikationsmodule schnitttechnisch so integriert, dass sie so wenig wie möglich stören und unabhängig von der Tragesituation immer an der richtigen Stelle positioniert sind. Das ist die Voraussetzung dafür, dass die relevanten physiologischen Daten zuverlässig gemessen werden können.” Das SmartTex Shirt soll ein durchgängiges Bild der Vitalfunktionen von Astronautinnen und Astronauten liefern. Besonders relevant wird das für zukünftige langfristige bemannte Weltraum-Missionen zu Mond und Mars.

So wird Matthias Maurer beim Experiment BEAT (Ballistocardiography for Extraterrestrial Applications and long-Term missions) als erster Astronaut ein mit Sensoren ausgestattetes T-Shirt tragen, das seine Ballistokardiografie-Daten wie Puls und relativen Blutdruck misst. Dafür wurden die Sensoren im DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln in der Forschungsanlage :envihab kalibriert. Aus dem Datenmaterial ebenfalls ausgelesen werden können Details zur Kontraktionsrate und zu Öffnungs- und Schließzeiten der Herzklappen, die normalerweise nur über Sonographie oder Computertomographie zugänglich sind. Ziel ist es, die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf das menschliche Herz-Kreislauf-System zu untersuchen. Um diese Auswirkungen realistisch analysieren zu können, werden die ballistokardiografischen Daten von Matthias Maurer vor, während und nach seinem Aufenthalt auf der ISS erfasst. Für die Zukunft ist ein Technologietransfer des SmartTex Shirts zur Anwendung im Bereich Fitness oder auch in der Telemedizin denkbar.

Wireless Compose-2 (WICO2)
Das Projekt wurde geplant und vorbereitet vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie seinen Kooperationspartnern DSI Aerospace Technology, Hohenstein und der Universität Bielefeld. Das Drahtlos-Kommunikationsnetzwerk liest Sensordaten aus und kann die Position von Menschen und Objekten im Raum durch Laufzeiten von Funkimpulsen bestimmen. Es steht zudem als Plattform für mehrere Versuche auf der ISS zur Verfügung. Dabei werden die ermittelten Daten innerhalb des Netzwerkes zwischengespeichert und in regelmäßigen Abständen von den Astronauten ausgelesen. Diese Datenpakete werden dann über die ISS-Verbindung zur Erde transferiert und von den Forschungsteams auswertet. Seine Energie kann das Kommunikationsnetzwerk durch Solarzellen aus künstlichen Lichtquellen selbst erzeugen.

Von Babyschlafsack bis nachhaltige Kollektion Innovative Textilprojekte an der Hochschule Niederrhein (c) Hochschule Niederrhein
Das Gewinnerteam in der Zoom-Ansicht.
19.02.2021

Innovative Textilprojekte an der Hochschule Niederrhein

  • Von Babyschlafsack bis nachhaltige Kollektion

Smarte Babyschlafsäcke, nachhaltige Kollektionen für Mensch und Tier und kreative Projekte für Entwicklungsförderung von Kindern. Die diesjährigen Abschlussprojekte der Studierenden des Fachbereichs Textil- und Bekleidungstechnik an der Hochschule Niederrhein überzeugten mit ihrer Vielfalt, Kreativität und Innovation. 220 Studierende aus zwanzig Teams stellten ihre Abschlussarbeiten via Zoom vor.

Professorin Dr. Kerstin Zöll, die den Projekte-Steuerkreis koordiniert, freut sich ganz besonders über die erfolgreichen Arbeiten: „Kompliment an die Studierenden, die die Projekte diesmal als (nahezu) komplett digitale Veranstaltung gemeistert haben. Die Kreativität und Qualität der erarbeiteten Ergebnisse begeistern.“

  • Von Babyschlafsack bis nachhaltige Kollektion

Smarte Babyschlafsäcke, nachhaltige Kollektionen für Mensch und Tier und kreative Projekte für Entwicklungsförderung von Kindern. Die diesjährigen Abschlussprojekte der Studierenden des Fachbereichs Textil- und Bekleidungstechnik an der Hochschule Niederrhein überzeugten mit ihrer Vielfalt, Kreativität und Innovation. 220 Studierende aus zwanzig Teams stellten ihre Abschlussarbeiten via Zoom vor.

Professorin Dr. Kerstin Zöll, die den Projekte-Steuerkreis koordiniert, freut sich ganz besonders über die erfolgreichen Arbeiten: „Kompliment an die Studierenden, die die Projekte diesmal als (nahezu) komplett digitale Veranstaltung gemeistert haben. Die Kreativität und Qualität der erarbeiteten Ergebnisse begeistern.“

Die zufällig zusammengesetzten Teams, bestehend aus etwa zehn Teilnehmern, hatten von ihrem Kick-off-Meeting am 29. Oktober bis zum Abgabetermin am 18. Januar Zeit ihre Projekte auszuarbeiten. Die Themen wurden den Studierenden von Auftraggebern aus der Wirtschaft und Forschung vorgegeben. Zur Seite standen ihnen jeweils ein Mitglied des Prüfungskomitees sowie Ansprechpartner in den Unternehmen und Forschungseinrichtungen.

Normalerweise bewertet eine Jury die Abgaben und ermittelt das beste Projekt des Abends. In der diesjährigen Ausgabe wurde ein Publikumspreis ausgerufen. Mit ihrem Projekt „Entwicklung eines Schlafsacks der Zukunft – Modell Future“ gewann Team 20 diesen Preis. Ihr smarter Babyschlafsack überzeugte das Publikum voll und ganz. „Unsere Idee war es, in Kooperation mit der Firma Varietex GmbH, einen innovativen Babyschlafsack zu entwickeln, der neben dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein genderneutrales Design, sowohl Multifunktionalität erfüllen sollte“, sagt Lea Kämper, Teamführerin von Team 20.

Bemerkenswert war die Vielfalt der Projekte und die qualitative hochwertige Leistung der Studierenden. Die Projekte spiegelten klar die im Fachbereich relevanten Trends wieder: Nachhaltigkeit und die Digitalisierung von Kleidung. Ausgedrückt wird dies durch die beinahe vollständige Nutzung von nachhaltigen Stoffen und Ressourcen in der Entwicklung und Produktion der Projekte, aber auch in den verarbeiteten smarten Lösungen, wie zum Beispiel Messsensoren oder Lichtelementen, die den Nutzen des Produkts erleichtern oder sogar erweitern sollen.

Den Publikumspreis am Ende der Veranstaltung verlieh der Dekan des Fachbereichs Prof. Dr. Lutz Vossebein vor den insgesamt 280 Teilnehmern der Veranstaltung. Die Gewinner dürfen sich über Siegerurkunden und einen Satz personalisierter T-Shirts freuen.