[CHI 24 REVIEW]EcoThreads: Prototyping Biodegradable E-textiles Through Thread-based Fabrication

esearch with Potential for Sustainable Impact - runner up

This document is structured as follows:

• Meta Information about the Paper (논문 정보)

• Researcher's Affiliation Site (저자 연구실 정보)

• Content for General Readers (일반 독자를 위한 내용)

• Content for Korean Readers Who Want to Know More about the Paper (관련 분야 전문가를 위한 한글 내용)

• In conclusion (마치며)

let’s start.

Meta Information about the Paper

Zhu, J., Winagle, L., & Kao, H. L. (2024, May). EcoThreads: Prototyping Biodegradable E-textiles Through Thread-based Fabrication. In Proceedings of the CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (pp. 1-17).

Potential for Sustainable Impact - runner up

Video:

Researcher's Affiliation Site

Hsin-Liu (Cindy) Kao

Hybrid Body Lab, Cornell Universiy Ithaca, USA

• Ph.D from MIT media lab

https://www.hybridbody.human.cornell.edu/

“how body scale interfaces can enhance our relations with everyday products and both natural and man-made environments”

• Research Interest

  • Human-Computer Interaction, Wearable & Ubiquitous Computing, Digital Fabrication, Interaction Design, Fashion Design, and Body Art

• current investigations

  • Wearable Technology & On-Skin Interfaces

  • Designing Skins Across Scales

  • Towards Culturally and Socially Inclusive Design for On-Skin Interfaces

Content for General Readers

motivation

• E-textiles are projected to reach a large market size, but current prototyping practices often use non-biodegradable materials, creating environmental waste.

• There is a need for sustainable approaches to e-textile prototyping, especially for transient use cases like educational workshops and rapid prototyping.

• Existing sustainable approaches like "unmaking" require careful pre-planning, which can limit spontaneous creation. Biodegradable electronics have been explored but mainly for rigid materials, not e-textiles.

한글 요약:

전자 섬유(E-textiles)는 큰 시장 규모에 도달할 것으로 예상되지만, 현재의 프로토타이핑 실천에서는 주로 생분해되지 않는 소재를 사용하여 환경 폐기물을 초래하고 있습니다. 교육 워크숍이나 빠른 프로토타이핑과 같은 일시적인 사용 사례에 대해 지속 가능한 전자 섬유 프로토타이핑 접근법이 필요합니다.

기존의 지속 가능한 접근 방식인 "unmaking"은 사전 계획을 요구해 자발적인 창작을 제한할 수 있습니다. 생분해성 전자 제품이 연구되었으나, 주로 단단한 소재에만 초점이 맞춰졌으며 전자 섬유에는 거의 적용되지 않았습니다.

contribution

1. Introduces EcoThreads, a sustainable e-textile prototyping approach using biodegradable conductive and interactive threads.

2. Presents two thread-based fabrication methods (wet spinning and thread coating) to create biodegradable functional threads from biomaterials or modify natural fibers.

3. Demonstrates how the biodegradable threads can be integrated into e-textile circuits through common textile techniques like embroidery, knitting, weaving, and braiding.

4. Provides a workshop study examining how e-textile practitioners can integrate EcoThreads into their existing prototyping processes.

5. Proposes a sustainable e-textile life cycle prototyping workflow for individual creators using EcoThreads.

한글요약:

• 생분해성 전도성 및 상호작용적 실을 사용하는 지속 가능한 전자 섬유 프로토타이핑 접근법인 EcoThreads를 소개함

• 생물질로부터 생분해성 기능성 실을 제작하거나 천연 섬유를 변형하는 두 가지 실 기반 제작 방법(습식 방사 및 실 코팅)을 제시함

• 생분해성 실을 자수, 니트, 직조, 꼬기 등 일반적인 섬유 기술을 통해 전자 섬유 회로에 통합하는 방법을 시연함

• 전자 섬유 제작자들이 EcoThreads를 기존의 프로토타이핑 과정에 통합할 수 있는 방법을 조사하는 워크숍 연구를 제공함

• 개별 제작자가 EcoThreads를 사용하여 지속 가능한 전자 섬유 생애 주기 프로토타이핑 워크플로를 제안함

Content for Readers Who Want to Know More about the Paper

E-textiles[29]

• excellent electrical and mechanical performance

• challenges to recycling → environmental burden

potential solutions from HCI field

• computational design to support the disassembly of mixed-material prototype

  • Unmaking [85] and unfabricating [93]

    • require careful pre-planned

    • so eliminate the spontaneous creation

• biodegradable electronic materials[23, 84, 86]

  • some of which can decompose without the need for specialized conditions [84]

less attention has been paid to e-textiles and textile-based crafts.

biodegradability may take priority over robustness due to the transient nature of usage

Related work

2.1 E-Textiles in HCI

E-textiles

• 전도성 및 기능성 소재를 텍스타일에 통합하여 감지, 작동, 통신 기능을 가능하게 하며, 다양한 제작 기술이 활용

  • capabilities of textiles :

    • sensing [32, 42], actuating [51] and communication [42] capabilities

  • common textile crafting techniques:

    • weaving [25, 42, 55, 80, 87], knitting [51], embroidery [37, 77], printing [52, 79], and braiding [27, 70]

• 하지만 이러한 기술들은 재료 선택의 일시성(transiency )을 충분히 다루지 않으며, 환경적 영향도 종종 간과

• 기존 기술들

  • metallic spun fiber intertwined with fiber materials [78] - 저항이 낮은 전도성 실 제작

  • low-temperature soldering [9] - 유연한 회로에 전자 부품을 안전하게 부착 방법

  • Project Jacquard [78] - 대량 생산 성공 사례

이 논문의 EcoThreads는 이러한 문제를 해결하고자 생분해성 재료를 기반으로 한 지속 가능한 E-텍스타일 프로토타이핑 접근법을 제안

2.2 Sustainable Wearable Prototyping

지속 가능한 프로토타이핑(Sustainable prototyping)은 HCI 연구자들 사이에서 중요한 변화로, 재활용과 재사용 등의 다양한 전략이 채택되고 있습니다.

• Received attention

  • sustainable interaction design [10], reuse [43], repair [63], and "unmaking" [85]

• Consider the entire life cycle of physical prototyping in design consideration [23,59]

  • "unmaking" procedures, including "uncrafting" [68], "functional destruction" [23], and "designing to decay" [26]

• Consumer fashion lifecycles [38]

  • bacteria dyeing [8]and staining [6]textiles to reduce chemical waste

  • zero-waste design [64] and circular design [67]

E-텍스타일은 하드웨어와 섬유 재료가 혼합된 형태[28,54]로 지속 가능성 문제를 야기하며, 생분해성 기능성 재료와 텍스타일 형태로의 채택이 부족한 상황입니다.

• biodegradable functional soft materials

  • 웨어러블 용도의 소프트 인터페이스 [4,5,7,17,45,53,58,74,84,86]

  • 웨어러블 용도의 단단한 외장재 [65,81,88]

이 논문의 EcoThreads는 생분해성 전도성 실을 제작하여 E-텍스타일 프로토타이핑의 지속 가능성을 높이는 방법을 탐구하고 있습니다.

2.3 Thread-Based Fabrication and Modification

HCI 에서의 섬유 기반 및 실 기반 연구

• sensing [41, 71, 73, 101] and actuating [33, 50] functionalities

In conclusion

Reference papers can be found below

https://dl.acm.org/doi/10.1145/3613904.3642718

If you have any questions, please contact me at the email address below.

ehlkim0215@gmail.com