IMPULSPAPIER: SMART TEXTILES - SmartTex - Institut für Innovation ...
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SmartTex
MAKING
SMART TEXTILES
IMPULSPAPIER:
SMART TEXTILES
Cross-sektorale Potenziale nutzen –
Smart Textiles von der Forschung
in die Praxis bringen
IMPRESSUM
Herausgeber
AFBW – Allianz Faserbasierte Werkstoffe Baden-Württemberg e.V.
Realisation in Zusammenarbeit mit
Institut für Innovation und Technik (iit)
in der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
Steinplatz 1
10623 Berlin
www.iit-berlin.de
Ansprechpartner: Robert Peters
Tel.: 030 310078-5666 | peters@iit-berlin.de
Forschungskuratorium Textil e. V.
Reinhardtstraße 14 -16
10117 Berlin
Ansprechpartner: Johannes Diebel
Tel.: 030 72 622 040 | jdiebel@textil-mode.de
Autoren
Institut für Innovation und Technik (iit) –
Robert Peters, Theresa Gerdes, Benedikt Sedlmayr
Layout
comunica, Anke Fellmann, Nürtingen
© AFBW e.V.
Türlenstraße 6
70191 Stuttgart
Telefon: +49 (0) 711 21050-13
Telefax: +49 (0) 711 233718
info@afbw.eu
www.afbw.eu
Berlin/Stuttgart, Oktober 2020
alle Angaben ohne Gewähr
2 Impressum
© MADEIRA Garne
© Amann & Söhne GmbH & Co KG
INHALT
1 Einführung 4
2 Methodik/Prozess 7
3 Auswertung 10
3.1 Workshop-Gruppe I 10
3.1.1 Kreatives Brainstorming 10
3.1.2 Priorisierung von Smart Textiles-Anwendungen 11
3.1.3 Visual Roadmapping 12
3.2 Workshop-Gruppe II 14
3.2.1 Kreatives Brainstorming 14
3.2.2 Priorisierung von Smart Textiles-Anwendungen 15
3.2.3 Visual Roadmapping 16
3.3 Zusammenführung 18
4 Diskussion der Ergebnisse 20
5 Handlungsempfehlungen 24
Literaturverzeichnis 28
Inhalt 3
1 EINFÜHRUNG DIE ZEIT IST REIF: VON DER FORSCHUNG IN
DEN MARKT
Im Rahmen des Projektes SmartTex BW baut die
Allianz Faserbasierte Werkstoffe Baden-Württem- Smart Textiles sind ein bereits seit langem intensiv
berg e. V (AFBW) ein Cross-Cluster-Netzwerk auf. beforschtes Feld. Eine Analyse internationaler wis-
Ziel ist die Erweiterung der bestehenden Platt- senschaftlicher Publikationen zum Thema Textilfor-
form für Smart Textiles um Partnerinstitutionen schung konnte zeigen, dass Smart Textiles einen
aus Elektronik, Mikrosystemtechnik und anderen der wichtigsten Publikationsschwerpunkte bilden.
Disziplinen sowie Industrieunternehmen aller Bran- Jüngste wissenschaftliche Publikationen fokussie-
chen. Mit diesem multidisziplinären, kollaborativen ren dabei vor allem die „Entwicklung dehnbarer
Ansatz möchte die AFBW ihre Plattform stärker in und weicher Elektronikelemente, wie sie auch bei
Richtung komplexer, sogenannter Very oder Ultra Soft Robotics zur Anwendung kommen. Dabei
Smart Textiles erweitern. Dabei handelt es sich geht es speziell um die Frage, wie wesentliche
um die dritte Generation intelligenter Textilien. Im Elemente solcher Systeme aufgebaut sein müssen,
Unterschied zu passiven Smart Textiles – Textilien, etwa flexible, dehnbare Drähte. Auch die daran
die auf Umweltbedingungen reagieren, indem anschließende Frage, wie solche Komponenten
sie ihre Eigenschaften anpassen – und aktiven in Produkte integriert werden können, wird in
Smart Textiles – also Textilien, die Signale über diesem Zusammenhang untersucht. Dabei wird
integrierte oder applizierte Sensorik empfangen u. a. diskutiert, welche Herausforderungen für die
und über ebenfalls integrierte oder applizierte Anwendung solcher Technologien noch bestehen.
Aktorik darauf reagieren – sind Very oder Ultra Neben flexiblen und dehnbaren Elektronikelemen-
Smart Textiles „in der Lage, Umgebungsbedin- ten bildet die Energiespeicherung in E-Textilien
gungen wahrzunehmen, darauf zu reagieren und einen erkennbaren Themenschwerpunkt.“ (Peters
sich ihnen anzupassen. Ein sehr intelligentes Textil & Goluchowicz, 2020, S. 27). Auch in der stärker
besteht im Wesentlichen aus einer Einheit, die […] anwendungsnahen Forschung arbeiten Unterneh-
mit Kognitions-, Denk- und Aktivierungskapazitäten men und Forschungseinrichtungen intensiv, ins-
[ausgestattet ist]“ (Allianz Faserbasierte Werkstof- besondere an Smart-Wearable-Lösungen (Peters
fe Baden-Württemberg e. V [AFBW], 2020, S. 11). & Goluchowicz, 2020, 37 ff.). Die Zukunftsstudie
Perspektiven 2035 macht deutlich, wie tiefgreifend
das Smart-Textile-Know-how gerade im deutschen
Textilsektor ist. Eine Analyse internationaler Pub-
likationsdaten konnte zeigen, dass Smart Textiles
zu den international am intensivsten beforschten
Themen gehört.
4 Einführung
© Forster Rohner AG
Abb. 1: E rgebnisse einer internationalen Publikationsdatenanalyse zu den Schwerpunkten wissenschaftlicher
Veröffentlichungen zum Thema „Textil“, (Peters & Goluchowicz, 2020)
Dennoch konnte das enorme Know-how im Marktreife erlangen und diese sich in der zwei-
Bereich Smart Textiles in der Vergangenheit nur ten Hälfte der 2020er Jahre verstärkt in unter-
bedingt in Markterfolg überführt werden (Peters & schiedlichen Anwendungsfeldern verbreiten. Bis
Goluchowicz, 2020, S. 19). Erst in jüngster Zeit ist 2030 dürften sich so, besonders durch die in der
ein verstärkt gegenläufiger Trend zu beobachten. Anwendung von Smart Textiles anfallenden Daten,
neue (hybride) Wertschöpfungsperspektiven für
Eine Auswahl aktueller Anwendungen liefert das Hersteller von Smart Textiles ergeben (Peters &
Index-Buch der AFBW (AFBW, 2020). Diese jüngs- Goluchowicz, 2020, S. 19, 21). Für die kommenden
ten Beispiele dürften mittel- bis langfristig kein Jahre zeigen Smart Textiles daher ein bisher nie
Strohfeuer bleiben. Eine breitangelegte Zukunfts- da gewesenes, großes Potenzial. Die Herausforde-
studie, die das Institut für Innovation und Technik rung besteht jedoch darin, dass derart komplexe
(iit) für das Forschungskuratorium Textil e. V. (FKT) Anwendungen immer nur in einem Netzwerk von
durchführte, kommt zu dem Schluss, dass bis Partner:innen mit ganz unterschiedlichen Kompe-
2025 Smart Textiles-Anwendungen verstärkt die tenzen entwickelt werden können.
Einführung 5
© Gustav Gerster GmbH & Co KG
CROSS-CLUSTERING-OFFENSIVE NUTZT CHANCEN FÜR STANDORT DEUTSCHLAND
Die AFBW brachte im Rahmen eines Cross- das Vorhandensein einer Vielfalt und Unterschied-
Clustering-Prozesses im September 2020 rund 30 lichkeit von Wissen und bestehenden Kompe-
Akteure unterschiedlicher Sektoren, der Textiltech- tenzen. Die Heterogenität der Kompetenzen von
nik, der Elektronik und der Mikrosystemelektronik, Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die
aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen in einer Region versammelt sind und sich auf ein
zusammen, um gemeinsam neue Potenziale und gemeinsames Ziel richten lassen, beeinflusst ganz
Wege für die Entwicklung neuer Smart Textiles- wesentlich die Innovationsfähigkeit dieser Region
Anwendungen zu erschließen. Unterstützt wurde (Hartmann, Engelhardt, Hering, Wangler & Birner,
die AFBW dabei vom Institut für Innovation und 2014). Weltweit zählt Deutschland zu den L ändern
Technik (iit). Das iit verfügt über ein breites Spek- mit der höchsten ökonomischen Komplexität
trum an Methoden und Tools, mit deren Hilfe (Massachusetts Institute of Technology, 2018).
Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und
Industrie angeleitet werden, ausgerichtet an den Das vorliegende Impulspapier fasst die Ergebnisse
gesellschaftlichen Anforderungen von morgen und des von der AFBW durchgeführten Cross-Cluster
übermorgen, Ideen für Anwendungen zu entwi- ing-Prozesses zusammen. Dabei wird zunächst das
ckeln. Ziel des Prozesses sollte es sein, künftige dem Prozess zugrunde gelegte Workshop-Konzept
Anwendungen von Smart Textiles für den Zeitraum erläutert (Kapitel 2). Im Anschluss werden der
2025 – 2030 zu entwickeln. Diskussionsprozess und das Ergebnis der beiden
durchgeführten Workshops (Kapitel 3.1 und 3.2)
Der Weg des Cross-Clustering ist dabei besonders zusammengefasst. Auf Basis einer Zusammenfas-
vielversprechend, weil es darauf abzielt, Akteure sung der Ergebnisse beider Gruppen (Kapitel 3.3)
mit unterschiedlichen Kompetenzen zusammenzu- erfolgt abschließend die Ableitung von Handlungs-
bringen. Mit diesem Ansatz macht sich die AFBW empfehlungen (Kapitel 4).
die hohe ökonomische Komplexität zunutze, also
6 Einführung
2 METHODIK/PROZESS
In zwei Workshop-Gruppen diskutierten die Teil könnten. Diese Methode zielt darauf ab, die Teil-
nehmenden jeweils in zwei Arbeitsphasen. Arbeits- nehmenden durch ein unter Zeitdruck erfolgendes
phase I diente dazu, das Kreativpotenzial der Teil- Brainstorming zu veranlassen, aus ihrem Bereich
nehmenden nach Möglichkeit voll auszuschöpfen. des Bekannten auszubrechen und so kreative,
Dazu wurde die Methode des kreativen (divergenz nicht alltägliche und teils vermeintlich abseitige
orientierten) Brainstormings eingesetzt (Rustler, Ideen zu entwickeln. Ziel der Methode ist es, das
2019, 168 ff.). Dabei adressiert das Brainstorming Reflektieren über die Machbarkeit, die Passgenau-
im konkreten Fall potenzielle Smart Textiles- igkeit und die Realitätsnähe einer Idee zunächst zu
Anwendungen, die im Zeitraum 2025 – 2030 die überwinden.
DIVERGIERENDES UND
technische Markt- respektive Serienreife erreichen
KONVERGIERENDES DENKEN
Bereich der Entdeckung
Bereich des Bekannten
Bereich der Entdeckung
divergierend konvergierend
26. Oktober 2020 1
Abb. 2: Divergierendes und konvergierendes Denken (Rustler, 2019)
Sind so Ideen z. B. für Produkte und Lösungen Ideen diejenigen, die sie weiter diskutieren möch-
gesammelt, erfolgt ein strukturierter Konvergenz- ten. Die am höchsten priorisierten Ideen wurden
prozess. Dazu priorisierten die Teilnehmenden dann weiter analysiert. Dazu eignet sich eine soge-
zunächst unter den im Brainstorming entwickelten nannte COCD-Matrix (Rustler, 2019, S. 222).
BEWERTUNG DER IDEEN
WHOW!
Einfachheit der Umsetzung
NOW! HOW?
Grad der Originalität
26. Oktober 2020 2
Abb. 3: COCD-Matrix (Rustler, 2019)
Methodik/Prozess 7
METHODIK/PROZESS
Die Teilnehmenden konnten die am höchsten In Arbeitsphase II erfolgte dann zunächst eine
priorisierten Ideen entlang der Dimensionen „Grad weitere Priorisierung unter den in der COCD-
der Originalität“ und „Einfachheit der Umsetzung“ Matrix zugeordneten Themen. Eine Auswahl der
verorten. Im Ergebnis stand eine Einschätzung der hier verorteten Themen wurde dann in einer
Ideen in drei Kategorien: Visual Roadmap abgebildet. Ziel des vom iit
entwickelten Visual Roadmappings (Kind, Hart-
„NOW!“ mann & Bovenschulte, 2011) ist es, Meilensteine
Dabei handelt es sich um Ideen, die technolo- und maßgebliche bzw. auch kritische Pfade auf
gisch bereits heute oder in nächster Zukunft dem Weg vom „Jetzt“ in die Zukunft zu identifi-
marktreif und umsetzbar sind, die jedoch zieren. Die expertenbasiert Methode eignet sich
über eine verhältnismäßig geringe Originalität besonders für die strategische Vorausschau und
verfügen, weil sie z. B. von etablierten Lösungen wurde bereits in vielfältigen Projekten erfolgreich
kaum abweichen. eingesetzt. In Anlehnung an die Gantt-Methode
wurden im Anschluss Meilensteine der Technolo-
„HOW?“ gieentwicklung identifiziert, auf einer Zeitachse
Dabei handelt es sich um Ideen, die sich durch angeordnet und in logische Wirkungsbeziehungen
eine hohe Originalität auszeichnen, weil sie z. B. zueinander gesetzt. Dabei lassen sich die unter-
heute noch ungelöste Probleme adressieren schiedlichen Dimensionsebenen an den jeweiligen
und einen großen Mehrwert schaffen könnten. Anwendungskontext anpassen und verschiedene
Ihre Realisation ist jedoch schwierig, weil dafür Zeiträume abbilden.
notwendige Technologien noch nicht entwickelt
oder zumindest noch nicht marktreif sind.
Denkbar ist auch, dass gegenwärtige regula-
torische Rahmenbedingungen eine Umsetzung
behindern.
„WHOW!“
Dabei handelt es sich um Ideen, deren Origi-
nalität hoch ist und deren Umsetzung verhält-
nismäßig einfach ist, z. B. weil notwendige
Technologien bereits bestehen.
8 Methodik/Prozess
METHODIK/PROZESS
Geschäftsmodelle
und Impact
(Produkte, Services)
Anwendungen
Technologie
Rahmenbedingungen
Sozioökonomische
Heute 2025 2030 2035
Abb. 4: Visual Roadmap, schematische Darstellung (Peters & Goluchowicz, 2020)
Im Ergebnis entstand eine durch alle Teilnehmen- In Arbeitsphase II wurde die Visual Roadmap als
den des Visual-Roadmapping-Workshops erarbei- Retropolations- oder Backcasting-Instrument ein
tete, konsentierte Vorstellung über die Zukunft. gesetzt. Der Betrachtungszeitraum betrug zehn
Mit abgebildet wurden dabei in zeitlich logischer Jahre, von 2020 bis 2030. Die Teilnehmenden ver-
Anordnung die Meilensteine auf dem Weg dorthin ständigten sich darauf, wo die in der COCD-Matrix
und die dabei zu meisternden Herausforderungen priorisierten Smart Textiles-Anwendungen auf der
auf den Ebenen Gesellschaft, Technik und Rechts- Roadmap zu verorten sind. Ausgehend von den so
rahmen. Im Fall der Cross-Clustering-Workshops platzierten Ideen analysierten die Teilnehmenden
konnten so Handlungsbedarfe für die Gestaltung des Workshops, welche technologischen und poli-
des förderpolitischen und regulativen Rahmens tischen Voraussetzungen für die Erreichung einer
ebenso identifiziert werden wie Hinweise für die zuvor definierten Vision – z. B. einer bestimmten
Ausrichtung unternehmerischer Innovationsstrate- Lösung oder eines Produktes – geschaffen werden
gien und notwendiger Netzwerkaktivitäten. müssen.
Methodik/Prozess 9
© Forster Rohner AG
3 AUSWERTUNG
3.1 WORKSHOP-GRUPPE I
3.1.1 KREATIVES BRAINSTORMING
Mittels eines kreativen Brainstormings, bei dem Bei der anschließenden Priorisierung der Ideen
die Teilnehmenden gefragt waren, Ideen für Pro- wurden folgende in die nächste Arbeitsphase
dukte und Services mit Bezug zu „Smart Textiles“ übernommen:
marktnah im Zeitraum 2025 bis 2030 zu generie-
ren, wurde eine Vielzahl von Anwendungsfeldern Vitalshirt für den virtuellen Arztbesuch
smarter Textilien identifiziert. Super(wo)man-Anzug
Recycling gelöst/Nachhaltigkeit
Dabei wurden vor allem Schwerpunkte im Bereich Trennung von Ressourcen
Health Care/Pflege, Bau, Sport- und Arbeits- Selbstreinigende, selbstbügelnde Hosen/
kleidung sowie Recycling und nachhaltige Smart Hemden
Textiles adressiert. Haptisches Benutzer-Interface
Sensorik für präventives Gesundheits
Insgesamt resultierten knapp 50 Ideen aus diesem management
Brainstorming, die allerdings nicht alle tatsäch- Rückmeldung für sehbehinderte Menschen
liche P
rodukte oder Services abbilden, sondern durch das Textil
teilweise auch eher breitere Lösungen wie „textiles Textiles Bauen, textile Trägerstrukturen
Bauen“, „ Nachhaltigkeit“ oder „Recycling gelöst“. Lebensdauer Smart Textiles
Stückzahl 1; individuelle Designs/Formen/
Funktionen
Flexibler Energieträger, textile Batterie
Harvesting-Faser
Textile Lüsterklemme (skalierbar, waschbar)
10 Auswertung3.1.2 PRIORISIERUNG VON SMART TEXTILES-ANWENDUNGEN
Im zweiten Teil der ersten Arbeitsphase wurde Eine finanziell attraktive Massenproduktion und
jede einzelne Priorität zwischen den Teilnehmen- -verarbeitung textiler Lüsterklemmen wird als Vor-
den hinsichtlich ihrer Originalität und Einfachheit aussetzung für die Durchsetzung vor allem smarter
in der Umsetzung diskutiert. Bekleidung gesehen.
Einige Ideen mussten vor der Einordnung in die Ein Großteil der diskutierten Produkte und Services
COCD-Matrix zunächst konkretisiert werden, wird in Bezug auf ihre Umsetzbarkeit hingegen
da sie zum Teil sehr allgemein formuliert waren als komplexer, wenn auch originell angesehen:
oder sich die Teilnehmenden uneins waren, ob es Trennung von Ressourcen schon in der Entwick-
bereits ausreichende Lösungen gibt. So wurde lung und Produktion, Super(wo)man-Anzug, textile
z. B. der Aspekt „Textiles Bauen“ stärker auf textile Trägerstrukturen (Bauwesen), textile Batterie/
Trägerstrukturen ausgelegt, da im Bauwesen be Harvesting-Faser, selbstreinigende und selbst
reits einige textile Baustoffe und Konstruktionen bügelnde Hosen/Hemden.
möglich sind wie kühlende oder heizende Decken-
konstruktionen etc. Die Umsetzbarkeit textiler Als eher weniger komplex und neuartig wurden
Trägerstrukturen wurde allerdings von einigen das haptische Benutzer-Interface sowie das Vital-
Teilnehmenden stark bezweifelt, etwa hinsichtlich shirt für den virtuellen Arztbesuch bewertet.
des Erlangens ausreichender Härtegrade beim zu
verbauenden textilen Material. In der anschließenden Priorisierung setzten sich
die Sensorik für präventives Gesundheitsmanage-
Ein konkretes Produkt, das von den Teilnehmen- ment (mittige Lage in der COCD-Matrix) sowie
den als originell – und dringend benötigt – sowie die textile Batterie/Harvesting-Faser, die textile
relativ einfach umzusetzen bewertet wurde, ist die Lüsterklemme, der Super(wo)man-Anzug sowie die
textile, waschbare Lüsterklemme, die viele weitere Trennung von Ressourcen zur Überführung in die
Smarte Textilien (Wearables) ermöglichen würde. nächste Arbeitsphase durch.
Umsetzung
Einfache
Textile
Lüsterklemme -
Skalierbarkeit/
Waschbar
Vitalshirt für den
digitalen Arztbesuch
Haptisches Benutzer-
Interface
Einfachheit der Umsetzung
Integration in Textilien
Sensorik für präventives
Gesundheitsmanagement
Rückmeldung für blinde
Menschen durch das
Textil
Flexibler
Energieträger Trennung von
Textile Batterie? Werkstoff Ressoucen
Textiles Bauen
Textile
Trägerstruktur Recycling gelöst
Umsetzung
Harvesting Faser
Nachhaltigkeit
Komplexe
Stückzahl 1 Superman/-girl-
Individuelle Anzug
Designs/Formen/
Funktionen
Selbstreinigende/
Selbstbügelnde
Hemden/Hosen
Gibt es so oder ähnlich schon Grad der Originalität Eine absolute Neuheit
Lebensdauer Smart
Textile
Abb. 5: Ergebnisdarstellung, COCD-Matrix, Workshop-Gruppe I
Auswertung 113.1.3 VISUAL ROADMAPPING
In der zweiten Arbeitsphase wurden die priori- regelmäßigen Tragens von Elektronik direkt am
sierten Anwendungsfelder gemeinsam mit den Körper (Strahlung) auf Organe noch nicht abschlie-
Teilnehmenden in eine Visual Roadmap übertra- ßend untersucht sei und gewisse Risiken mit sich
gen. Dazu erfolgte zunächst die zeitliche Anord- bringe.
nung der definierten Produkte und Services in den
Rahmen 2025 bis 2030. Kontrovers diskutiert wurde die Idee der textilen
Batterie und des Energy Harvesting durch Fasern
Einen größeren Diskussionspunkt bildete die in Textilen. Während die textile, einnähbare Batterie
Trennung von Ressourcen, die als Grundlage für (waschbar/kein Aufsatz) für sehr sinnvoll gehalten
das Recycling von Smart Textiles nach Meinung wird, wurde auch deutlich, dass Energy Harvesting
der Teilnehmenden konsequent schon in Entwick- durch Fasern in Kleidung wenig erfolgversprechend
lung und Produktion mitgedacht werden muss. wäre, da zu geringe Energiemengen erzeugt wer-
Nicht zuletzt durch verstärkte Nachfrage der den könnten. Als aussichtsreichere Lösung wurde
Konsument:innen nach nachhaltigen Produkten Photovoltaik in bzw. auf Kleidung zur Generierung
müsse die Trennung von Ressourcen die Voraus- kleiner Energiemengen vorgebracht.
setzung für alle zukünftigen Anwendungen im
Bereich Smart Textiles sein („nicht noch mehr Der Diskussionsverlauf führte außerdem zur Idee,
Elektroschrott“). Des Weiteren müsse stärker Smart Textiles kontaktlos aufzuladen, wie es auch
bedacht werden, dass die Auswirkungen des bei Smartphones möglich ist. In Verbindung mit
Trennung von
Ressourcen/
„Integriertes
Nachhaltigkeit
Exoskelett“
Leuchtende Jacke
Waschbares Textilprodukt
Produkte und Services
Sport
Körperliche Arbeit
Sicherheit
Textile Waschbare,
Lüsterklemme heizende Jacke Integration von Sensorik in
Textilien für präventives
Gesundheitsmanagement Superman/-girl
(Elektronik nicht waschbar) Textile Werkstoffe/ Anzug/Auto
Trägerstrukturen
(textiles Bauen)
Integration der Textile Aber: smarte
Elektronik Energiespeicher Energy textile Wände,
Harvesting Dächer etc.
Photovoltaik Faser nur mit
Technologien:
Leuchtfasern, Waschbarkeit der Hilfswerkstoff
(z. B. Harz) Integration aller
Garne, Steuerung
Technologie
Stecker vorheriger
-> Steifigkeit
Technologie
5G Leichtbau
Anwendungsorientierte Textil
Interdisziplinare
Projektarbeit -> Use Elektroniker
Koop cases & F&E-Vorhaben Kooperation
erati
onsv Architekten &
JETZT! erhalten Planer
Wissenstransfer Nachhaltige
Materialentsorgung/
Rahmenbedingungen
(offener)
Recycling noch
schwierig
Normen
„elektrifizierte
Textilien“ Stärkere
Standardisierung
Finanzierungs-
möglichkeiten /
Marketing/
Förderung für cross-
Kundennutzen Strahlungs-
sektorale Projekte
grenzwerte
Heute Niedrige Zugangshürden für kleine
Firmen (z. B. ZIM)
2025 2030
Lobbyismus
Abb. 6: Ergebnisdarstellung, Visual Roadmap, Workshop-Gruppe I
12 Auswertung© Amann & Söhne GmbH & Co KG
Elektromobilität wurde es für erstrebenswert ge- Offenerer (Wissens-)Austausch zwischen den
halten, durch Spulen im Boden während des War- Fachgebieten Textil und Elektronik sowie s tärkeres
tens an Ampeln das Fahrzeug laden zu können. Kooperationsverhalten der Akteure wurden als sehr
wichtig empfunden, um die angedachten Produkte
Zudem wurde ein weiteres, konkretes Produkt und Services tatsächlich zur Marktreife zu bringen.
eingebracht und ausführlich diskutiert: eine indus-
triell waschbare, leuchtende Jacke, beispielsweise Eine ebenfalls entscheidende Rahmenbedingung
für den Einsatz im Bergbau. Die Umsetzbarkeit wird die nachhaltige Materialentsorgung von
einer leuchtenden Jacke als Arbeitskleidung (siehe Smart Textiles sein, etwa durch Recycling und die
oben) wurde von den Teilnehmenden als sehr nah Trennung von Ressourcen/Rohstoffen.
und realistisch angesehen, da die technologischen
Voraussetzungen zur Umsetzung weitestgehend Sinnbildlich steht am äußeren Rand (2030+) die
vorhanden sind. Vision, einen Super(wo)man-Anzug zu entwickeln:
Durch den Einsatz smarter Textilien wird der
Die Diskussion um die angestrebten Produkte und Mensch hinsichtlich unterschiedlicher Aspekte
Services zeigte vor allem, dass viele technische wie präventive Gesundheitsüberwachung, ideale
Lösungen bereits in Prototypen vorhanden und Körperhaltung, steuernde, intuitive Sensorik etc.
daher umsetzbar sind, die Verwirklichung jedoch soweit „optimiert“, dass vermeintliche „Super-
häufig an der notwendigen Skalierbarkeit und kräfte“ entwickelt werden: vollste Gesundheit,
Finanzierung scheitert. Deutlich wurde auch, Wachsamkeit, Sicherheit etc.
dass viele Akteure „für sich“ arbeiten – etwa zum
Schutz von Ideen und patentfähigen Lösungen –
und wichtige Kooperationen möglicherweise nicht
ausreichend eingegangen werden, z. B. Textil –
Elektronik, Textil – Architektur etc.
Als Lösung für viele der erforderlichen Rahmen-
bedingungen wurde die stärkere Vernetzung der
Akteure im Bereich Smart Textiles gesehen: Zum
einen, um politisches Lobbying hinsichtlich der
Er- und Überarbeitung von Normen und Standards
zu betreiben und zum anderen, um die bereits
vorhandenen Lösungen marktfähig zu machen.
Auswertung 13© ETTLIN Spinnerei und Weberei GmbH & Co. KG
3.2 WORKSHOP-GRUPPE II
3.2.1 KREATIVES BRAINSTORMING
In Workshop-Gruppe II wurde analog zum Vorgehen Elektromyostimulationstraining (EMS-Training)
in Workshop-Gruppe I ein kreatives Brainstorming auf Basis von Smart Diagnostik
durchgeführt, bei dem die Teilnehmenden Ideen Sensorische und signalgebundene Böden (inkl.
für Produkte und Services mit Bezug zu Smart interaktiver Funktionen wie Patient:innenführung
Textiles – marktnah im Zeitraum 2025 bis 2030 – für den Health- und/oder Care-Bereich)
generieren. Dabei wurden mehr als 100 Ideen Bekleidung mit integrierter Energiegewinnung/
entwickelt, die sich einem breiten Spektrum von -speicherung, z. B. textile Solarzelle, textile
Anwendungsfeldern zuordnen lassen, u. a. Auto- Stromspeicher
motive, Health-Monitoring, Arbeits- und Schutz- Heilendes bzw. versorgendes Textil
kleidung, Sport- und Alltagskleidung, Bau, Home & (inkl. smarter/steuerbarer Medikamenten-/
Living sowie Luftfahrt. Lichtabgabe/pulsierender Magnetfeldtherapie)
Textile Elemente mit Verschmutzungserken-
Für die weitere Bearbeitung wählte die Gruppe nung, etwa für Car-Sharing, Böden im Bereich
folgende Anwendungen aus: Health/Care/Hotels, Berufsbekleidung
Morphingfähige (gestalt- oder formwandelbare),
Textile Aktoren zur Bewegungsunterstützung smarte Fahrzeuginnenräume
(mit Zusatzfunktionen, z. B. Sensorik) Gewebe als haptische Displays, z. B. in Fahr-
Textile Umhausung (inkl. Annäherungssensorik/ zeuginnenräumen
Abschirmfunktion/Farb- und Leuchtfunktion) Flexible und tragbare textile Wasseraufberei-
Textile Diagnose und Gesundheitsüberwachung tung (inkl. Säuberung gegenüber Viren), etwa
auf Distanz für den Bereich Entwicklungshilfe, Großevents,
Textile Lösungen zur Versorgung von Pflanzen Katastrophenschutz
mit Licht/Wasser/Sauerstoff/Nährstoffen,
etwa im Bereich des Urban/Vertical Farming
und der Gebäudebegrünung
14 Auswertung3.2.2 PRIORISIERUNG VON SMART TEXTILES-ANWENDUNGEN
Im zweiten Teil der ersten Arbeitsphase wurde Als How-Themen wurden identifiziert:
auf Basis einer Vorpriorisierung durch die Teilneh-
menden eine Auswahl an zuvor entwickelten Ideen Sensorische und signalgebundene Böden (inkl.
hinsichtlich ihrer Originalität und Einfachheit in der interaktiver Funktionen wie Patient:innenführung
Umsetzung diskutiert. Diese Ideen wurden dann für den Health-/Care-Bereich)
mittels der COCD-Matrix eingeordnet. Bekleidung mit integrierter Energiegewinnung/
-speicherung, z. B. textile Solarzelle, textile
Stromspeicher
Heilendes bzw. versorgendes Textil (inkl. smarter/
Als Whow-Themen wurden dabei identifiziert: steuerbarer Medikamenten-/Lichtabgabe/
pulsierender Magnetfeldtherapie)
Textile Aktoren zur Bewegungsunterstützung Textile Elemente mit Verschmutzungserken-
(mit Zusatzfunktionen, z. B. Sensorik) nung, etwa für Car-Sharing, Böden im Bereich
Textile Umhausung (inkl. Annäherungssensorik/ Health/Care/Hotels, Berufsbekleidung
Abschirmfunktion/Farb- und Leuchtfunktion) Morphingfähige (gestalt- oder formwandelbare),
Textile Diagnose und Gesundheitsüberwachung smarte Fahrzeuginnenräume
auf Distanz Gewebe als haptische Displays, z. B. in Fahrzeug
Textile Lösungen zur Versorgung von Pflanzen innenräumen
mit Licht/Wasser/Sauerstoff/Nährstoffen,
etwa im Bereich des Urban/Vertical Farming
und der Gebäudebegrünung Als Now-Thema identifizierten die Teilnehmenden:
EMS-Training auf Basis von Smart Diagnostik
Flexible und tragbare textile Wasseraufberei-
tung inkl. Säuberung gegenüber Viren, etwa
für den Bereich Entwicklungshilfe, Großevents,
Katastrophenschutz
Umsetzung
Einfache
Flexible Portable tragbare textile
Wasseraufbereitung (inkl. Säuberung
gegenüber Viren), etwa für den Bereich
Entwicklungshilfe, Großevents,
Katastrophenschutz
Textile Aktoren zur
Bewegungsunterstützung
Textile Umhausung (inkl. (mit Zusatzfunktionen,
Annäherungssensorik/ z. B. Sensorik)
Abschirmfunktion/Farb- und
Leuchtfunktion)
Einfachheit der Umsetzung
Elektromyostimulations- Textile Diagnose und
training (EMS-Training) auf Gesundheitsüberwachung
Basis von Smart-Diagnostik auf Distanz
Textile Lösungen zur Versorgung von
Pflanzen mit Licht/Wasser/
Sensorische und signalgebundene Sauerstoff/Nährstoffen, z. B. im
Böden (inkl. interaktiver Funktionen Bereich des Urban/Vertical Farming
wie Patient:innenführung für den und der Gebäudebegrünung
Health- und/oder Care-Bereich)
Heilendes bzw.
Bekleidung mit Morphingfähige
Heilendes bzw. versorgendes versorgendes Textil (inkl.
integrierter Smarter/ steuerbarer smarte
Textil (inkl.
Energiegewinnung/- Medikamenten- Fahrzeuginnenräume
smarter/steuerbarer
speicherung, z. B. textile /Lichtabgabe/pulsierender
Medikamenten-
Solarzelle, textile Magnetfeldtherapie)
/Lichtabgabe/pulsierender
Stromspeicher
Magnetfeldtherapie)
Umsetzung
Komplexe
Gewebe als haptische
Displays, z. B. in
Fahrzeuginnenräumen
Gibt es so oder ähnlich schon Grad der Originalität Eine absolute Neuheit
Abb. 7: Ergebnisdarstellung, COCD-Matrix, Workshop-Gruppe II
Auswertung 153.2.3 VISUAL ROADMAPPING
In der zweiten Arbeitsphase entschieden die Fahrzeuginnenraum. Diese Elemente könnten nach
Teilnehmenden, welche der in der COCD-Matrix Einschätzung der Teilnehmenden bis 2025 erfolg-
eingeordneten Anwendungen sie vertieft dis- reich entwickelt sein. Um morphingfähige Struk-
kutieren. Insgesamt vier Anwendungen wurden turen zu entwickeln, halten die Teilnehmenden es
anschließend in eine Visual Roadmap übertragen. für notwendig, dass Textilunternehmen gemeinsam
Dazu erfolgte zunächst eine zeitliche Anordnung mit den Herstellern der Strukturbauelemente zu
der definierten Produkte und Services in den sammenwirken. Eine weitere, als Koordinator:in
Rahmen 2025 bis 2030. Anschließend wurde ge- fungierender Akteur:in muss in der Lage sein,
meinsam erarbeitet, welche Technologien für diese durch einen entsprechenden Überblick über die
Anwendungen zu entwickeln sind, welche Akteure unterschiedlichen, in den Branchen vorhande-
diese Entwicklungen vorantreiben müssen und nen Kompetenzen die richtigen Partner:innen
welche Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche im gesamten Entwicklungsprozess bis zur Er-
Entwicklung erforderlich scheinen. reichung der für 2030 antizipierten Anwendung
zusammenzubringen. Um dann, in der zweiten
Bei der Anwendung „Morphingfähige smarte Hälfte der 2020er Jahre, aus diesen Strukturen
Fahrzeuginnenräume“ gehen die Teilnehmenden Bauelemente zu entwickeln, muss anschließend
davon aus, dass diese bis 2030 die Marktreife der entsprechende Tier-2-Zulieferer eingebunden
erreichen kann. Entscheidend dafür ist die Ent- werden. Als eine ebenso wichtige und erfolgs
wicklung morphingfähiger Strukturen. Diese sind kritische Rahmenbedingung für die Realisierung
im weiteren Entwicklungsverlauf eine Vorausset- morphingfähiger Fahrzeuginnenräume wurde die
zung zur Schaffung adaptiver Bauelemente für den durch entsprechende regulative Voraussetzungen
Textile Aktoren zur Ggf. auch
Bewegungsunterstützung andere
(mit Zusatzfunktion z. B. Sensorik) Branchen
Morphingfähige
Heilendes/versorgendes Textil smarte
(z. B. Medikamente, Licht, PEMF) Fahrzeuginnenräume
Sensorische + Signal-gebundene Böden
-> Health (z. B. interaktive Patienten-
Führung
Drucker/ Flächen- -> Industrie,
Prozess-
Drucker- hersteller -> Carsharing
kompetenz
hersteller
(z. B. Bosch) U:
U:
Koordinierung
Textiles (zu
Garnhersteller Akteure um
Sensor- + bewegendes)
(für leitfähiges Kompetenzen
Elektro- Material
Material für die zusammenbinden
hersteller
Flächenstruktur
Sicherung Farbändernde Morphing-
Adaptive/Formen- textile
gewährleisten Hersteller der Morphingfähige Material
(bei PGMF) ändernde Oberflächen
Kontaktierung/ Haltbarkeit + Endanwender Struktur
Bauelemente
Temparatustabile Sensorik Zuliefern Chemie- Material-
Universitäre
(TZ) Grundlagen- unternehmen -> hersteller mit
Bekleidungs- Bewegungsform forschung Flüssigchemie (ggf. chemischen
vorgeben + Folienhersteller) Background
hersteller, der
Körperreaktion (z. B. BASF)
mit Körpermaßen Elektroden-
Erfahrung hat nachvollziehen
hersteller
Skalierbare Biomechaniker/ Software-
Produktionsprozesse | Medizintechniker Entwickler
Market-Pull
Funktionale Sicherheit
(bei entsprechenden
sicherheitsrelevanten
Anwendungen)
Zulassungsverfahren
Heute 2025 2030
Abb. 8: Ergebnisdarstellung, Visual Roadmap, Workshop-Gruppe II
16 Auswertunga bgesicherte funktionale Sicherheit diskutiert. Als dritte Anwendung wurde „Heilendes bzw. ver-
Diese wird wiederum zu einer Voraussetzung, auf sorgendes Textil (inkl. smarter/steuerbarer Medi
Smart Textiles basierende Anwendungen auch in kamenten-/Lichtabgabe/pulsierender Magnet
fahrsicherheitsrelevante Systeme zu integrieren. feldtherapie)“ in der Roadmap eingeordnet. Die
Für die Schaffung dieser Rahmenbedingungen – Teilnehmenden halten die Realisierung dieser
die nach Einschätzung der Teilnehmenden erst Anwendung bis 2025 für möglich. Technisch sehen
2030 verfügbar sein werden – rechnet die Work- sie als eine zeitnah, auf Basis des Standes der
shop-Gruppe mit einem langen Vorlauf. Technik realisierbare Herausforderung lediglich die
zu gewährleistende Abschirmung, falls magnet
Als weitere Anwendung wurden „Sensorische und felderzeugende Bauelemente integriert werden.
signalgebundene Böden (inkl. interaktiver Funkti- Die wesentlichere Herausforderung wird hier bei
onen wie Patient:innenführung für den Health-/ den Rahmenbedingungen gesehen, da für entspre-
Care-Bereich)“ von den Teilnehmenden in die chende Anwendungen Zulassungsverfahren zu
Roadmap eingeordnet. Entsprechende Anwen- durchlaufen sind.
dungen halten sie bis 2025 für realisierbar. Als
entscheidende technische Voraussetzung wird die Als vierte Anwendung wurden „Textile Aktoren zur
Herstellung einer in Bodenbeläge integrierbaren Bewegungsunterstützung (mit Zusatzfunktionen,
Kontaktierung betrachtet, die über entsprechende z. B. Sensorik)“ in die Roadmap eingeordnet. Auch
sensorische Fähigkeiten mit hoher Haltbarkeit diese Anwendung halten die Teilnehmenden bis
und Temperaturstabilität verfügt. Innerhalb des 2025 für realisierbar. Als entscheidende technische
Zeitraums 2020 bis 2025 halten die Teilnehmen- Voraussetzung wird die intelligente Verbindung
den dies für technisch realisierbar. Dafür bedarf von Sensorik und Aktorik diskutiert, welche die
es nach ihrer Einschätzung einer Verbindung der gewünschte bzw. eingeleitete Bewegungsform des
Kompetenzen unterschiedlicher Akteure: 3D-Druck- Körpers erkennt und diese unmittelbar nachvoll-
Anbieter, Flächenhersteller, Garnproduzenten für zieht. Um dieses komplexe Problem zu lösen, ist
die Bereitstellung geeigneter leitfähiger Garne nach Einschätzung der Teilnehmenden die Kompe
für die Flächenherstellung, Sensor-/Elektronik- tenz verschiedener Akteur:innen nötig: Dazu
hersteller sowie ein Unternehmen, das über die zählen Bekleidungshersteller mit entsprechender
entsprechende Prozesskompetenz verfügt. G erade Erfahrung in der Gestaltung von Kleidung, die
mit Blick auf das mögliche Anwendungsfeld Auto auf individuelle Körpermaße angepasst ist sowie
motive – z. B. für intelligente Kofferraumböden, die Biomechaniker:innen und Medizintechnikherstel-
über verbleibende Objekte im Laderaum informie ler, Softwareentwickler:innen und Elektronikpro-
ren – könnte diese Rolle ein Zulieferer wie Bosch duzenten. Wie bei der zuvor betrachteten Anwen-
übernehmen, der in diesem Fall jedoch voraussicht dung ist auch in diesem Fall eine entsprechende
lich nicht als Tier-1, sondern als Tier-2 fungieren Zulassung erforderlich, die vor Markteinführung
würde. Nur durch die Einbindung entsprechenden vorliegen muss.
Prozess-Know-hows kann die erforderliche Skalie-
rung des Herstellungsprozesses erreicht werden.
Als Rahmenbedingung ist dazu unmittelbar ein
Market Pull erforderlich. Ohne dass entsprechende
Bedarfe, z. B. aus dem Bereich Car-Sharing, er-
kennbar werden, dürfte die beschriebene Entwick-
lungsdynamik nicht erfolgreich in Gang zu setzen
sein.
Auswertung 173.3 ZUSAMMENFÜHRUNG
Der Diskussionsverlauf in den beiden Workshop- ERFORDERLICHE RAHMENBEDINGUNGEN
Gruppen unterschied sich hinsichtlich des von den
Teilnehmenden gewählten Fokus in der Debatte: Um das Ziel zu erreichen, die identifizierten
Workshop-Gruppe I beschäftigte sich, ausgehend künftigen Smart Textiles-Anwendungen von der
vom Status quo, intensiv mit den künftig erfor Forschung in die Praxis zu bringen, sind b estimmte
derlichen Bedingungen für eine erfolgreiche Voraussetzungen notwendig. So bedeutet, Smart
Entwicklung und Marktplatzierung von Smart Textiles-Anwendungen praktisch anwendbar zu
Textiles-Anwendungen. Der Diskussionsfokus von machen, vor allem, diese auf den Markt zu brin-
Workshop-Gruppe II lag vor allem auf den not- gen. Dafür müssen die adressierten Märkte, z. B.
wendigen technologischen Entwicklungen und der im Bereich Automotive und Mobilität, Gesundheit
Frage, welche Akteur:innen hier gemeinsam an und Pflege, Home und Living, Persönliche Schutz
entscheidenden technologischen Meilensteinen ausrüstung, jedoch für innovative textilbasierte
arbeiten müssen. Durch diesen differenzierten Lösungen aufnahmefähig sein. Bei komplexen
Fokus sind die Ergebnisse der Gruppen hochgradig Smart Textiles dürfte daher ein erkennbarer
komplementär zu verstehen. Market Pull notwendig sein, um die Entwicklungs-
kapazitäten der textilen Wertschöpfungskette
Die ausgehend von der kreativen Brainstorming- und anderer, an der Entwicklung zu beteiligender
Phase entlang der Dimensionen „Einfachheit der Branchen hinreichend zu konzentrieren. Inwieweit
Umsetzung“ und „Neuigkeitswert“ diskutierten auch Anwenderbranchen und damit Unternehmen,
künftigen Smart Textiles-Anwendungen wurden die innerhalb der Wertschöpfungskette näher
in beiden Gruppen überwiegend als How-Themen an der Endnutzer:in potenzieller Smart Textiles-
eingeordnet. Damit dominierten Anwendungs- Lösungen sind, tatsächlich einen entsprechenden
perspektiven für Smart Textiles, denen von den Market Pull weitergeben, hängt dabei letztlich von
Expert:innen ein hoher Innovationsgrad und der Akzeptanz textilbasierter Anwendungen im
ein erheblicher Nutzen für die Anwender:innen jeweiligen Anwendungsfeld sowie von Kosten-Nut-
beigemessen wurde, die gleichzeitig jedoch erst zen-Erwägungen ab. Daher muss berücksichtigt
mittel- bis langfristig zu entwickeln sind, weil werden, dass in vielen Anwendungsfeldern eine
entweder gegenwärtig zentrale Rahmenbedingun- breite Akzeptanz von Smart Textiles-Lösungen
gen oder technische Voraussetzungen noch nicht erst mittelfristig erreicht werden kann (Peters &
gegeben sind. Zu diesen, in beiden Gruppen mit Goluchowicz, 2020, 52 ff.).
hohem Potenzial eingeschätzten, Themen zählen
insbesondere Wearables im Bereich Gesundheit,
textilbasierte Lösungen im Bereich Energieerzeu-
gung und -speicherung sowie selbstreinigende
oder den Verschmutzungsgrad registrierende bzw.
anzeigende Textilien.
Als Whow-Themen, also als verhältnismäßig ein-
fach umsetzbare, aber mit einem hohen Innovati-
onsgrad bewertete Smart Textiles-Anwendungen,
wurden insgesamt nur vier Anwendungsbereiche
fokussiert: textile Lüsterklemmen, textile Umhau-
sungen für Industrieanlagen, textile Aktoren zur
Bewegungsunterstützung sowie Wearables mit
remote Health-Monitoring-Funktionen.
18 Auswertung© ETTLIN Spinnerei und Weberei GmbH & Co. KG
Als eine zentrale Herausforderung für die Entwick- Kurzfristig geht es vor allem darum, die Haltbar-
lung neuer Smart Textiles-Anwendungen wurde keit textiler Sensorik zu erhöhen, z. B. für smarte
darüber hinaus das Thema Nachhaltigkeit disku- Bodenbeläge, ob für den Gesundheits-, Home- und
tiert. Viele Lösungen, die sich heute in der Ent- Living- oder den Automotive-Bereich. Hier ist die
wicklung oder bereits am Markt befinden, dürften Zusammenarbeit von Garnherstellern, Flächen-
der sich künftig verschärfenden Regulierung nicht herstellern, Sensor- und Elektronikherstellern
gerecht werden. Neben der Recyclingfähigkeit der als technische Enabler und von Unternehmen
verwendeten Materialien ist vor allem die Frage mit entsprechender Prozesskompetenz notwen-
des Entfügens entscheidend, also die, ob sich die dig. Mittelfristig muss vor allem die Entwicklung
verwendeten Materialien am Ende des Produkt intelligenter, adaptiver, auf Körperbewegungen
lebenszyklus wieder voneinander trennen lassen. und Umgebung reagierender Systeme vorangetrie-
ben werden, die insbesondere für anspruchsvolle
Eine formale Rahmenbedingung, die für die Um- Assistenzsysteme zur Unterstützung im Alltag
setzung von Smart Textiles-Anwendungen in oder am Arbeitsplatz erforderlich sind (z. B. für
der Praxis als wesentlich diskutiert wurde, sind die spätere Anwendung in Form intelligenter,
Normungs- und Zulassungsverfahren. Gerade textilbasierter Exoskelette). Dafür bedarf es des
bei Medizinprodukten und sicherheitsrelevanten Zusammenwirkens von Bekleidungsherstellern
Anwendungen im Bereich der Mobilität stehen vor mit entsprechender Kompetenz in der individuel-
einem Markterfolg von Smart Textiles-Lösungen len Gestaltung und Anpassung von Produkten an
entsprechende Verfahren, die vor allem zeit- und Körpermaße sowie von Biomechaniker:innen und
kostenintensiv sein können. Softwareherstellern, um die entsprechenden Her-
ausforderungen im Bereich von Sensorik, Aktorik
und Steuerungsintelligenz zu lösen. Mittel- bis
langfristig ist für solche Anwendungen, die in kom-
TECHNOLOGIEENTWICKLUNG plexen Produkten weiterverarbeitet werden sollen,
die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen am
Auf Ebene der technologischen Voraussetzungen, Ende der Wertschöpfungskette erforderlich. Für
die für eine erfolgreiche Entwicklung der disku- das Beispiel der morphingfähigen smarten, Innen-
tierten Smart Textiles-Anwendungen erforderlich räume für Autos zählen dazu vor allem die relevan-
sind, zeigt der Workshop-Prozess nachdrücklich, ten Tier-1-Zulieferer und OEMs. Je komplexer das
dass diese kritischen technischen Meilensteine Anwendungsszenario für die textilbasierte Lösung
nur in einem gemeinsamen, kollaborativen Ansatz ist, desto wichtiger wird dabei ein systemischer,
zu bewältigen sind. Kein Textilhersteller, keine An- das Endprodukt und die Endnutzer:in einbeziehen-
wenderbranche ist auf absehbare Zeit in der Lage, der Ansatz kollaborativer Entwicklung.
komplexe Smart Textiles-Lösungen alleine zur
Marktreife zu entwickeln. Mit Blick auf die zuvor
diskutierten, vielversprechenden Anwendungen
konnten wesentliche technische Herausforderun-
gen identifiziert werden.
Auswertung 194 DISKUSSION DER ERGEBNISSE
Die Ergebnisse des Cross-Clustering-Prozesses der Corona-Pandemie noch weiter verstärken
besitzen in der Gesamtschau eine hohe Aussage (Diebel & Peters, 2020). Mit einer zunehmenden
kraft für die Schlussfolgerungen, welche die be- Verbreitung von Smart Wearables erhöht sich
teiligten Unternehmen, Forschungsinstitute und zudem unmittelbar auch der Bedarf an textilen
Branchenorganisationen für ihre weitere Arbeit Speichertechnologien (Peters & Goluchowicz,
ziehen können. Das zeigt die Diskussion der Er 2020, S. 27). Beide Entwicklungen spielen der
gebnisse im Kontext bisheriger Zukunftsstudien deutschen Textilindustrie in die Hände: Deutsch-
und Foresight-Prozesse. land verfügt gerade in den Bereichen „Medizin und
Gesundheit“ und „Energiespeicherung“ über eine
hohe Forschungsaktivität im Textilsektor und hie-
sige Akteure können auf ein entsprechend tiefes
ZUKUNFTSFELDER FÜR SMART TEXTILES Know-how zurückgreifen (Peters & Goluchowicz,
ANWENDUNGEN ADRESSIEREN 2020, S. 5).
Als zentrale Anwendungsfelder für künftige Smart Auch für selbstreinigende bzw. verschmutzungser-
Textiles-Anwendungen konnten die Bereiche kennende Textilien wird in den Perspektiven 2035
Gesundheit und Pflege, textile Energieerzeugung ein verstärkter zukünftiger Bedarf projiziert. So
und -speicherung sowie selbstreinigende und stehen Car-Sharing-Anbieter bereits heute vor der
verschmutzungserkennende Textilien identifiziert Herausforderung, dass dieses neue Mobilitäts
werden. Damit erkennen die Expert:innen im konzept zu erheblichen Aufwänden bei der Innen-
Cross-Clustering Anwendungsbereiche, die im raumreinigung führt. Das ist wirtschaftlich wie
Rahmen der Zukunftsstudie „Perspektiven 2035“ ökologisch eine große Herausforderung (Dahlmann,
als wesentliche Zukunftsfelder für textile Lösungen 2019). Hier dürfte für innovative textilbasierte
identifiziert wurden und bei denen Dank beste- Lösungen ein erheblicher Markt bestehen (Peters
hender Kompetenzen ein erhebliches Potenzial & Goluchowicz, 2020, S. 17). Entsprechende
aufgezeigt werden konnte (Peters & Goluchowicz, Lösungen könnten darüber hinaus in weiteren
2020, S. 51). Anwendungsfeldern eingesetzt werden.
Ein zentraler Treiber für zunehmenden Unterstüt-
zungsbedarf durch Smart Textiles-Anwendungen
– sei es im Alltag oder im beruflichen Umfeld –
ergibt sich dabei nicht zuletzt aufgrund des ins-
besondere in den entwickelten Industrienationen
fortschreitenden demografischen Wandels (Peters
& Goluchowicz, 2020, S. 19). Bereits vor knapp
vier Jahren wurde ein verstärktes Gesundheits-
und Schutzbedürfnis als Folge des demografischen
Wandels als ein wichtiger Einflussfaktor für den
Smart Textiles-Markt beschrieben (Sächsisches
Textilforschungsinstitut e. V [STFI] & Ernst & Young
GmbH Wirtschaftsprüfungsgesellschaft [EY], 2016,
S. 15). Letztgenannter Trend dürfte sich infolge
20 Diskussion der ErgebnisseMÄRKTE ENTWICKELN UND REGULIERUNG In besonderer Weise gilt dies für die Entwicklung
ALS INNOVATIONSANREIZ NUTZEN nachhaltiger Smart Textiles-Anwendungen. So
könnte Ende der 2020er Jahren, als Folge zuneh-
Damit Smart Textiles-Anwendungen aus Deutsch- mender gesellschaftlicher Akzeptanz für harte
land sich erfolgreich entwickeln lassen und am regulatorische Eingriffe, eine harte Regulierungs-
Markt behaupten, konnten die Expert:innen im schwelle erreicht werden, die weitreichende Be-
Rahmen des Cross-Clustering-Workshops identifi- stimmungen inklusive strengerer Recycling-Quoten
zieren, welche Rahmenbedingungen dazu geschaf- und Einschränkungen zum Wasser- und Biomasse-
fen werden müssen. verbrauch festlegt (Peters & Goluchowicz, 2020,
S. 13). Wenn – wie die Ergebnisse des Cross-
Als grundlegend erforderlich wird dabei ein ent- Clustering-Prozesses und der Perspektiven 2035
sprechender Market Pull beschrieben. Tatsächlich nahelegen – die größten Marktpotenziale für
verweist auch die Zukunftsstudie Perspektiven Smart Textiles-Anwendungen gerade mittel- bis
2035 darauf, dass bislang vor allem die Nachfrage langfristig, also ab Mitte der 2020er Jahre, zu
nach Smart Textiles-Anwendungen noch gering realisieren sind, stellt dies die Produktentwick-
ist. Die Aufnahmefähigkeit wichtiger Anwendungs- lung bereits heute vor große Herausforderungen.
branchen dürfte sich jedoch zur Mitte der 2020er In Antizipation sich verschärfender Regulierung
Jahre erhöhen (Peters & Goluchowicz, 2020, müsste es daher das Ziel für Smart Textiles-
S. 19–22). Ein weiterhin bestehender Unsicher- Entwicklungen sein, alle ab 2025 auf den Markt
heitsfaktor liegt jedoch in der Frage, ob komplexe kommenden Produkte bereits konsequent auf ihre
textilbasierte Anwendungen künftig im Vergleich Recyclingfähigkeit hin zu entwickeln und schädli-
zu Substituten im Preiswettbewerb bestehen kön- che Umwelteinträge in Prozessen und Produkten
nen – und wenn ja, in welchen Anwendungsfeldern weitestgehend zu reduzieren. Für die Produktent-
(Hartmann, 2020, S. 31). wicklung bedeutet das konkret: Während alle
konventionell entwickelten P rodukte, die in den
Dabei stellt sich eine zunehmende Akzeptanz kommenden zwei bis drei Jahren die Marktreife
von Smart Textiles-Anwendungen freilich nicht erreichen, in den 2020er Jahren noch einen
von selbst ein. So wurde im Cross-Clustering- relevanten Deckungsbeitrag leisten und dabei
Workshop unterstrichen, dass der (frühzeitige) insbesondere die Finanzierung der Entwicklung
Einbezug von U nternehmen mit unmittelbarem langfristig erfolgversprechender, nachhaltiger Pro-
Zugang zu Endkund:innen, z. B. durch OEMs1, dukte unterstützen können, sollte sich die mittel-
bereits im Entwicklungsprozess notwendig ist, bis langfristige Produktentwicklung konsequent
um Smart Textiles-Anwendungen ausgehend vom am Prinzip „Design for Recycling“ orientieren.
künftigen Kundenbedürfnis zu entwickeln. Durch Dabei dient die kurzfristige Einführung von Smart-
eine entsprechende Orientierung am Nutzen der Textile-Anwendungen nicht nur der Sicherung von
Kund:innen können Textilhersteller dabei mit ihren Liquidität, sondern hilft vor allem dabei, Erfah-
Kooperationspartner:innen daran mitwirken, Zu- rungen in Entwicklung und Vertrieb für wichtige
kunftsmärkte gezielt zu entwickeln und frühzeitig Anwender:innenbranchen zu sammeln sowie stra-
Erfahrungen in der Realisation und Vermarktung tegische Kooperationen mit Partner:innen anderer
zukunftsfähiger Produkte zu sammeln. Wertschöpfungsstufen aufzubauen.
1) Original Equipment Manufacturer, auf Deutsch Erstausrüster
Diskussion der Ergebnisse 21Für Medizinprodukte, Persönliche Schutzausrüs- Die Frage, wie Sensorik in Smart Textiles-Anwen-
tung und im Bereich sicherheitsrelevanter Kom- dungen dauerhaft haltbar und auch bei fl exiblen
ponenten für Mobilitätssysteme wurden als eine Strukturen zu integrieren ist, konnte in den Per-
wesentliche Voraussetzung die notwendigen Zulas- spektiven 2035 als ein zentrales Thema der inter-
sungen als weitere Rahmenbedingung identifiziert, nationalen Textilforschung identifiziert werden, zu
die für die Entwicklung und das Inverkehrbringen dem ebenfalls die deutschen Akteure bereits Know-
von Smart Textiles-Anwendungen erfolgskritisch how aufbauen (Peters & Goluchowicz, 2020, S. 27).
ist. Damit unterstreichen die Ergebnisse des
Cross-Clustering-Workshops die Notwendigkeit Fragen der Biomechanik sind nach den Ergeb-
eines ganzheitlichen Ansatzes zur Entwicklung nissen des Cross-Clusterings vor allem bei mit
derartiger textiler Anwendungen, wie ihn Jordan entsprechender Aktorik versehenen adaptiven
(2020) beschreibt. Dabei werden notwendige Nor- Smart Wearables von herausgehobener Relevanz.
men und Standards identifiziert und die Entwick- Damit identifizierten die Expert:innen einen bislang
lung auf bestehende Vorgaben ausgerichtet. Bei weniger intensiv betrachteten Aspekt, der bei der
neu zu schaffenden oder zu ergänzenden Normen Entwicklung von Smart Wearables mit Unterstüt-
und Standards wird dabei eine entwicklungsbe- zungsfunktion entscheidend ist. Auch die Steue-
gleitende Normung empfohlen. Dabei bietet sich rungsintelligenz, die softwareseitig entsprechende
besonders bei öffentlich geförderten Projekten die Unterstützungssysteme in die Lage versetzt,
Möglichkeit einer Teilfinanzierung der mit diesem Sensordaten unmittelbar und adäquat zu verarbei-
Verfahren einhergehenden Kosten an (Jordan, ten, sodass speziell bei der motorischen Unter-
2020). stützung der Nutzer:in optimale Ergebnisse ohne
zeitlichen Versatz erreicht werden, spielt vor allem
für die Entwicklung komplexer Smart Wearables
eine entscheidende Rolle.
TECHNISCHE HERAUSFORDERUNGEN FEST
IM BLICK
In Bezug auf die für die Realisation der diskutier-
ten Smart Textiles-Anwendungen erforderlichen
technologischen Entwicklungsschritte identifizier-
ten die Expert:innen im Cross-Clustering-Workshop
vor allem die Bereiche „Haltbarkeit von Sensorik“,
„Biomechanik“ und „Steuerungsintelligenz“.
22 Diskussion der ErgebnisseKOLLABORATIVE UND CROSS-SEKTORALE
ENTWICKLUNG ALS NEUER GOLDSTANDARD
Während bereits beim Thema nutzer:innenorientierte Damit unterstreichen die Ergebnisse des Cross-
Produktentwicklung von Smart Textiles die Not- Clusterings, dass bereits kurzfristig eine Intensi-
wendigkeit kollaborativer, unternehmens-, wert- vierung der unternehmensübergreifenden Zusam-
schöpfungsstufen- und sektorübergreifender Ent- menarbeit zu erwarten ist, will sich der Textilsektor
wicklungszusammenarbeit deutlich wurde, zeigen angesichts der steigenden Marktanforderungen
die Ergebnisse des Cross-Clustering-Workshops, erfolgreich behaupten (Peters & Goluchowicz,
dass auch für die Bewältigung technologischer 2020, S. 16).
Hürden gilt: Ohne kollaborative Ansätze und eine
enge Zusammenarbeit dürfte bei Smart Textiles
künftig nichts gehen. Zwar ist die deutsche Textil
forschung bereits hochgradig vernetzt; doch ist
insbesondere hinsichtlich der Kooperation mit
anderen Branchen das Potenzial noch lange nicht
ausgeschöpft.
Abb. 9: Akteursnetzwerk von textilen Forschungsprojekten des Bundes (Peters & Goluchowicz, 2020)
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