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Tese de doutoramento em Design de Moda, Apesar das fortes implicações no campo interdisciplinar da interação humano-computador (HCI), tem havido um movimento para que a roupa desportiva acolha no seu design inúmeras inovações, tanto nas tecnologias eletrónicas, como nos materiais e acabamentos. Posicionando-se audaciosamente entre o design de moda e os dispositivos vestíveis, estas roupas discorrem entre as tecnologias da informação e comunicação (ICT) e as plataformas da internet das coisas (IoT), trazendo benefícios e funcionalidades, consequentemente novas características de interação entre a roupa e o utilizador. Nesse contexto, e no âmbito das atividades do projeto TSSIPRO – Technologies for Sustainable and Smart Innovative Products, obteve-se o desenvolvimento de conhecimento através de dois estudos de caso, tendo cada um destes sido acompanhado por um método. O estudo “Smartsuit”, que foi orientado pelo método Duplo Diamante, teve como foco o ciclismo. Corresponde a um contacto introdutório e multidisciplinar ao processo de design de vestuário inteligente para o desporto. Permitiu através da experiência empírica, experimental, pessoal do autor, o design e a prototipagem de um skinsuit com elétrodos integrados capazes de monitorizar a frequência cardíaca por eletrocardiografia (ECG). O estudo “Avantgarde” foi orientado pelo método Design Centrado no Utilizador, e teve como foco a esgrima. Corresponde já a uma maturação da temática e identifica os requisitos do utilizador. Permitiu através da experiência conceptual, teórica, metódica e organizada do autor, a conceptualização de um uniforme inteligente com sensor de pressão piezoresistivo flexível integrado no têxtil capaz de capturar o desempenho do toque da arma, facilitando a arbitragem e pontuação do jogo. Dispõe ainda de sensores inerciais (IMU) acoplados no têxteis capazes de capturar e rastrear os movimentos do atleta através da transposição do movimento para um modelo digital. Aqui, foi possível, a seleção e avaliação das tecnologias vestíveis através da agnição de dados quantitativos e qualitativos fornecidos pelos utilizadores. Esta tese contribui para o crescente corpo de pesquisa sobre o uso de computadores vestíveis para a atividade desportiva. Através do utilizador enfatiza-se inovação, usabilidade e design. Mais especificamente, valida o interesse de atletas e treinadores de esgrima, por tecnologias com sensores de pressão e inerciais. Ao nível do processo de design possibilitou investigar e avaliar através de dois modelos destintos e, portanto, identificar as suas diferenças e limitações., Despite the substantial implications in the interdisciplinary field of human-computer interaction (HCI), there has been a movement for sportswear to embrace numerous innovations in its design, both in electronic technologies and in materials and functionalisation. Audaciously situated between fashion design and wearable devices, these clothes roam between information and communications technology (ICT) and the internet of things (IoT) platforms, bringing benefits and functionalities, consequently new features of interaction between clothing and the user. In this context, and within the scope of the activities of the TSSIPRO – Technologies for Sustainable and Smart Innovative Products, the development of knowledge was obtained through two case studies, each of which was accompanied by a method. The “Smartsuit” study, which was guided by the Double Diamond method, focused on cycling. It corresponds to an introductory and multidisciplinary contact to the process of designing smart garments for sport. Through the author's empirical, experimental, personal experience, it allowed the design and prototyping of a skinsuit with embedded electrodes capable of monitoring heart rate by electrocardiogram (ECG). The “Avantgarde” study was guided by the User- Centered Design method and focused on fencing. It corresponds to a maturation of the theme and identifies the user's requirements. It allowed, through the author's conceptual, theoretical, methodical, and organized experience, the conceptualization of a smart uniform with a flexible piezoresistive pressure sensor integrated into the textile capable of capturing the performance of the weapon's touch, facilitating the refereeing, and scoring of the game. It also features with inertial sensors (IMU) coupled to the textiles capable of capturing and tracking the athlete’s movements by transposing the movement to a digital model. Here, it was possible to select and evaluate the wearable technologies through the analysis of quantitative and qualitative data provided by users. This thesis contributes to the growing body of research on the use of wearable computers for sports activities. Through the user, innovation, usability, and design are emphasized. More specifically, it validates the interest of athletes and fencing coaches in pressure and inertial sensor technologies. At the level of the design process, it made possible to investigate and evaluate through two distinct models and, therefore, identify their differences and limitations., TSSIPRO - bolsa de investigação UMINHO/BI/123/2017

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Têxtil, This dissertation project arises from the need to monitor patients after a total knee operation, using an intelligent elastic band. The specific aim of this work is to evaluate the influence of parameters, such as cross-sectional area and pattern, on elastic conductors for e-textile applications. For this purpose, a 3D printer capable of printing a conductive paste with different print diameters was used, using five different designs. The substrate used for the printing was a polyurethane film, as it is close, in terms of elasticity, to textile substrates. In terms of testing, the electrical resistance was kept as an analysis reference since it is inversely proportional to conductivity. The samples were subjected to a maximum stretch of 10% and the collected values were analyzed before and after a domestic washing cycle. The results allowed to conclude that an increment of the cross-sectional area is inversely proportional to the sample’s resistance and that the washing process negatively affects its resistance. It was not possible to make any final conclusions on the influence of the pattern on the sample’s resistance. This work serves as a database for future work., Este projeto de dissertação surge da necessidade de monitorizar pacientes após uma operação total ao joelho, através de uma banda elástica inteligente. O objetivo específico deste trabalho é a avaliação da influência de parâmetros, como a área transversal e o padrão, em condutores elásticos para aplicações em e-têxteis. Para tal, foi utilizada uma impressora 3D capaz de imprimir uma pasta condutora com diferentes diâmetros de impressão, utilizando cinco designs distintos. O substrato utilizado para a impressão foi um filme de poliuretano, uma vez que se aproxima, em termos de elasticidade, de substratos têxteis. Em termos de testagem, a resistência elétrica foi mantida como referência de análise uma vez que é inversamente proporcional à condutividade. As amostras foram submetidas a uma estiragem máxima de 10% e os valores recolhidos foram analisados antes e depois de serem submetidos a uma ação de lavagem doméstica. Os resultados permitiram concluir que o aumento da área transversal é inversamente proporcional à resistência das amostras e que o processo de lavagem afeta negativamente a sua resistência. Não foram possíveis retirar conclusões finais acerca da influência dos padrões na resistência das amostras. Este trabalho serve como uma base de dados para trabalhos futuros.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Têxtil, Atualmente, os têxteis inteligentes vêm promover à indústria um fator económico e competitivo muito importante para a sua sustentabilidade. A sua importância vai permitir às empresas novas oportunidades de negócio e expansão para outros mercados. A modernização e a evolução do mercado, passa pela diferenciação de produtos e pela produção de artigos de valor acrescentado. Neste sentido, a incorporação de funcionalidades tecnológicas aos produtos vestíveis vai permitir elevar a indústria e os têxteis a outro patamar. Por outro lado, a implementação de tecnologia nos têxteis pode ser aplicada em vários campos, como em áreas de medicina, militar, social, desportiva, entre outras. No que diz respeito ao âmbito desportivo, a procura por têxteis inteligentes está muito valorizada e é hoje, efetivamente, um produto apetecível na medida em que garantam o mesmo conforto que habitualmente conferem. Têm funcionalidades acrescidas, como por exemplo o de reagir perante um estímulo, adaptar, informar, medir ou quantificar mediante à atividade que exercem. O incremento da tecnologia nos têxteis vai permitir que, por exemplo, um atleta monitorize o seu treino instantaneamente, e permita melhorar a sua performance e rentabilidade desportiva. Nesta conjuntura, a implementação de sensores nos produtos têxteis vai garantir a criação de produtos inovadores. Assim, este trabalho teve como objetivo principal desenvolver um sensor têxtil de pressão flexível para envolver um saco de boxe, capaz de quantificar a força exercida quando aplicada uma pancada. Os sensores foram produzidos com base num tecido condutor e num filme piezoresistivo, em que a união destes dois materiais fez-se através de um termoadesivo, obtendo por fim uma sandwich de materiais. Foram testados dez termoadesivos distintos, com diferentes estruturas e composições químicas, para garantir elevada adesão e excelente resistência ao uso. O estudo permitiu a análise das propriedades térmicas e mecânicas dos materiais, por forma a assegurar a fiabilidade e a resistência necessária. Quanto à construção do sensor, recorreu-se a um método industrial em processo contínuo, para assegurar a reprodutibilidade e a otimização de produção. O processo utilizado para a união dos materiais foi através de laminagem com uma calandra rotativa. O comportamento dos sensores foi avaliado através de um processo integrado, entre a análise da força exercida e da tensão aplicada em simultâneo sobre o sensor, por forma a verificar a fiabilidade, a sensibilidade e a linearidade do sensor. Após a identificação do termoadesivo com melhores resultados de adesão - termoadesivo 6388.003, foi realizado recorte a laser com estruturas distintas para avaliar a estrutura ideal. O recorte do adesivo é necessário para proporcionar condução elétrica entre os elétrodos e a camada piezoresistiva visto que o termoadesivo é isolante elétrico. Assim, o termoadesivo 6388.003 estrutura G, recortado com circunferências de diâmetro 0,3cm e superfície livre de 59% apresenta resultados mais positivos que as outras estruturas testadas. Quanto à resistência ao desprendimento, o termoadesivo 6388.003 apresenta 87% de maior adesão face ao termoadesivo 311 testado. Em suma, neste estudo, o sensor têxtil piezoresistivo que apresenta melhores características eletromecânicas e de desprendimento é o que se apresenta na forma combinada de tecido condutor Statex, filme polimérico piezoresistivo Linqstat e do termoadesivo 6388.003 estrutura G., Currently, smart textiles are a very important factor for textile industry’s economic and competitive progress, as well as for its sustainability. It is one of the areas that provides companies with new business opportunities and expansion to other markets. Modernization and evolution of the market involves product differentiation and added-value- articles. In this sense, incorporation of new technological functionalities into wearable products will allow industry and textiles to be taken to another level. On the other hand, implementation of technology in textiles can be applied in several areas, such as medical, military, sports, social areas, among others. In regards to sports, the search for smart textiles is highly valued and it’s today, effectively a product in high demand that should provide the same comfort as normal products confer. By adding functionalities, it offers the capability of reacting to stimulus, adapting, recording, measuring or quantifying parameters related to the activity exercised. By applying technology in textiles, it is possible, for example, for an athlete to monitor his training instantly, and allows him to improve his performance and sports profitability. In this context, the implementation of sensors in textile products provides a development opportunity of new and innovative products. Therefore, this work had as the main objective developing a pressure sensor made with flexible materials to involve a punching bag, capable of quantifying force applied when punched. The sensors were produced based on conductive fabric and a piezoresistive film. The bonding of these two materials (sandwich) was made through a thermo-adhesive material, having in this work ten different adhesives been tested with distinct structures and chemical compositions, to guarantee high adhesion and excellent wear and tear resistance. The study enabled the analysis of the thermal and mechanical properties of the materials used, in order to guarantee reliability and the necessary mechanical resistance. In regards to the creation of the sensor itself, an industrial method based on a continuous process has been tested, to allow reproducibility and optimization of production. The bonding of the materials was completed by a laminating process by the use of rotating calander (rolling machine). The behaviour of the sensors was evaluated through an integrated process, involving the analysis of force applied on the sensor and relating this to the sensor’s reaction, in order to verify the reliability, sensitivity and linearity of the sensor. After identifying the thermal adhesive with the best adhesion results – thermal adhesive 6388.003, a laser cut with different structures was performed to evaluate an ideal structure. Given that the adhesive is an electric isolator, it was necessary to produce a cut pattern to allow electrical contact between the sensor’s material layers. It was found that the thermal adhesive 6388.003 cut with pattern G, with a diameter with 0.3 cm and a free surface of 59% provides better results than other tested forms. Regarding resistance of adhesion, thermal adhesive 6388.003 presents 87% higher adherence than others thermal adhesive tested. Based on the results, the piezoelectric textile sensor that offer the best electromechanical behaviour and characteristics is the sandwich with conductive fabric Statex, piezoresistive polymeric film Linqstat and adhesive 6388.003 structure G.

Os têxteis apresentam características únicas no leque de materiais e produtos concebidos pelo homem. A sua flexibilidade, elasticidade e formabilidade permitem a sua utilização em situações em que outros materiais, rígidos, não podem ser aplicados. O ser humano veste-se com têxteis, usa têxteis na decoração do seu lar, para protecção, para aplicações técnicas, etc. A valorização do têxtil através da adição de funcionalidades normalmente só encontradas em outro tipo de produtos, nomeademente funções eléctricas ou electrónicas, tem vindo a gerar grande interesse nos últimos anos. Se por um lado a integração de electrónica em têxteis trará aos produtos electrónicos novas possibilidades (como por exemplo sensores flexíveis!), por outro vem abrir uma enorme janela de oportunidades à indústria têxil, ávida de maior valor acrescentado para os seus produtos, sinónimo de sobrevivência num mercado altamente concorrencial. No entanto, esta abordagem, por ser multidisciplinar, e pela disparidade em termos de características e propriedades dos materiais que se pretendem integrar, apresenta diversas dificuldades. Nesta apresentação pretende-se evidenciar essas dificuldades e apresentar algumas aplicações, de complexidade variável, já existentes no mercado ou nos laboratórios de investigação.

A sociedade contemporânea vive rodeada de artefactos e serviços cada vez mais diversificados. Nesta corrente, o design mergulha na era dos têxteis inteligentes e na incorporação desta tecnologia no desenvolvimento de novos produtos. Se, por um lado, este novo tipo de têxteis pode satisfazer uma necessidade prática, por outro, poderá tornar-se uma expressão de identidade cultural. Esta mudança no têxtil é alcançada através de novos materiais, tecnologias e abordagens multidisciplinares. A introdução de tecnologias de computação em estruturas têxteis oferece uma oportunidade para o desenvolvimento de produtos têxteis com novos comportamentos e funcionalidades. Através do projeto aqui apresentado, pretende-se inovar e desenvolver produtos têxteis inteligentes. Após pesquisa sistemática foi selecionada uma área de intervenção tecnológica – a medida da atividade cardíaca, conjugada com uma atividade desportiva, o ciclismo. Este documento descreve o processo de design e desenvolvimento de um skinsuit para ciclismo, com elétrodos embebidos para a monitorização da frequência cardíaca e desempenho físico – de forma prática e discreta. Os elétrodos foram produzidos e testados, utilizando diferentes materiais e técnicas têxteis. A medição do sinal é feita através do dispositivo BBB - Bluetooth 4.0 (Y8YBH20) e os testes de desempenho foram realizados pelo aplicativo móvel BBB - Bikeboard. Como resultado, foi obtido um skinsuit com design contemporâneo., Contemporary society lives surrounded by increasingly diverse artefacts and services. In this chain, design plunges into the era of smart textiles and the incorporation of this technology in the development of new products. Whilst on one hand, this new type of textiles can satisfy a practical need; on the other hand, it can become an expression of cultural identity. This change in the textile is achieved through new materials, technologies and multidisciplinary approaches. The introduction of computing technologies into textile structures offers an opportunity for the development of textile products with new behaviours and functionalities. Through the project presented here, we intend to innovate and develop smart textile products. After systematic research, an area of technological intervention was selected - the measurement of cardiac activity, coupled with a sporting activity, cycling. This document describes the design and development process of a skinsuit for cycling, with embedded electrodes for monitoring heart rate and physical performance - practically and discreetly. The electrodes were produced and tested using different materials and textile techniques. Through the BBB - Bluetooth 4.0 device (Y8YBH20) signal measurement is done, and the BBB - Bikeboard mobile application was used for performance tests. As a result, a skinsuit with a contemporary design was obtained., Suportado pelo Programa Operacional Regional do Norte, nos termos do Aviso de Abertura de Candidatura n.o NORTE-45-2015-02 – Sistema de Apoio à Investigação Científica e Tecnológica – “Projetos Estruturados de I&D&I”, enquadrado na Unidade de Investigação IPC/i3N. Este livro foi desenvolvido no âmbito do projeto – TSSiPRO - Technologies for Sustainable and Smart Innovative Products, código da operação NORTE-01-0145-FEDER-000015.