SustAId : development of an AI-powered, design-driven tool, providing guidance to fashion designers in sustainable material selection

As one of the world’s most impactful industries, fashion has been at the centre of sustainability debates for quite some time. Nevertheless, at present, the majority of fashion and apparel brands remain behind on their 2030 decarbonisation goals, and in 2025, only a few fashion executives considered sustainability a top-three risk to company growth, despite the acceleration of regulatory reforms. Research shows that materials are the heart of the fashion industry beyond aesthetics: they account for 2/3 of a brand’s climate impact, considering extraction, processing, and production. Performing an adequate material selection, therefore, is critical not only since it determines most of the final product’s environmental impact, but also because it influences its durability, recyclability, reparability, and reusability. Grounded in this awareness, this thesis investigates how, from a designer’s perspective, it is possible to support the practice of sustainable material selection within today’s fashion landscape – commonly referred to as Fashion 4.0 – where technological integration, and in particular the emerging use of Artificial Intelligence, emerges as a key driver. Materials make the fashion industry, but can also break it; thus, the research began with an analysis of the state of the art in materials, identifying the challenges and issues that the industry faces in sustainable material selection. This work focuses primarily on fibres, rather than fabrics or finished textiles, as they represent the fundamental structural unit of all textile products, defining not only their physical and mechanical characteristics, but also their environmental footprint. Moreover, the cultivation and extraction of fibres’ raw materials correspond to the most resource- and emission-intensive stages of fashion production. The first part of the research is dedicated to textile materials and fibres and the exploration of sustainable material innovation, highlighting the necessity of scaling and implementing Next-generation materials to achieve sustainable development goals. The second section examines the contribution of artificial intelligence in fashion practices for sustainable development, in particular material selection: although the research revealed that implementing AI can optimise designers’ decision-making as well as enhance connectivity and interoperability across the supply chain, it also became evident that the practical use of AI-based platforms by brands remains at an embryonic stage. This led to the realisation that such a situation is largely due to the absence of a tool that can be seamlessly integrated into the designers’ workflow. Thanks to a Design-driven approach and the analysis of numerous case studies, it has been possible to derive limits, opportunities, and key principles of AI-based material selection, useful to respond to the main objective of this project, which is to provide designers with support in selecting materials that promote durability and sustainable development. The overall output is sustAId, an AI-based tool to guide users in sustainable material selection, designed by designers for designers, to effortlessly integrate into their creative process while making conscious decisions.

Essendo una delle industrie più impattanti a livello globale, la moda è da tempo al centro del dibattito sulla sostenibilità, una delle industrie più impattanti a livello globale. Tuttavia, attualmente, la maggior parte dei brand di abbigliamento e moda è in ritardo rispetto ai propri obiettivi di decarbonizzazione fissati per il 2030 e, nel 2025, solo pochi dirigenti del settore hanno considerato la sostenibilità tra i tre principali rischi per la crescita aziendale, nonostante l’accelerazione delle riforme normative. Le ricerche dimostrano che i materiali sono il cuore dell’industria della moda, al di là dell’estetica: rappresentano, infatti, 2/3 dell’impatto ambientale totale di un brand, considerandone l’estrazione, la lavorazione e la produzione. Una selezione adeguata dei materiali è quindi fondamentale, non solo perché determina gran parte dell’impatto ambientale del prodotto finale, ma anche perché ne influenza la durabilità, riciclabilità, riparabilità e riutilizzabilità. Partendo da questa consapevolezza, questa tesi indaga come, dal punto di vista del designer, sia possibile supportare la pratica della ricerca sostenibile di materiali all’interno dell’attuale panorama della moda – comunemente definito Fashion 4.0 – in cui l’integrazione tecnologica, e in particolare l’uso dell’intelligenza artificiale, si presenta come un fattore chiave. I materiali danno forma all’industria della moda, ma possono anche comprometterla; per questo, la ricerca è iniziata con un’analisi dello stato dell’arte dei materiali tessili, individuando sfide e criticità che il settore affronta nella selezione sostenibile. Il lavoro si concentra principalmente sulle fibre, più che su tessuti o materiali finiti, poiché esse rappresentano l’unità strutturale fondamentale di tutti i prodotti tessili, definendone non solo le caratteristiche meccaniche, ma anche l’impronta ambientale. Inoltre, la coltivazione e l’estrazione delle materie prime tessili corrispondono alle fasi più intensive della produzione di moda, in termini di consumo di risorse ed emissioni. La prima parte della ricerca è, a proposito, dedicata ai materiali e alle fibre tessili e ad esplorare le innovazioni sostenibili in ambito materiali, evidenziando la necessità di implementare materiali next-generation per il raggiungimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile. La seconda sezione esamina, invece, il contributo dell’intelligenza artificiale nelle pratiche di moda per lo sviluppo sostenibile, in particolare nella selezione dei materiali: sebbene sia emerso che l’adozione dell’IA può ottimizzare il processo decisionale dei designer e migliorare la connessione e l’interoperabilità lungo la filiera, è apparso evidente come l’utilizzo concreto di piattaforme AI-based da parte delle aziende sia ancora in fase embrionale. L’analisi ha portato alla realizzazione che ciò che è appena stato descritto, è in gran parte dovuta all’assenza di uno strumento che possa integrarsi senza attriti nel flusso di lavoro dei designer. Grazie ad un approccio design-driven e all’analisi di numerosi casi studio, è stato possibile individuare limiti, opportunità e principi chiave per la selezione dei materiali tramite IA, utili a rispondere all’obiettivo principale del progetto: fornire ai designer un supporto nella scelta di materiali che favoriscano la durabilità e lo sviluppo sostenibile. Il risultato è sustAId, uno strumento AI-based, progettato dal designer per il designer, e pensato per guidare gli utenti nella selezione sostenibile dei materiali, al fine di integrarsi con naturalezza nel processo creativo e favorire decisioni consapevoli.