智能服裝的應用及發展趨勢

呂　佳，陳東生

(閩江學院 服裝與藝術工程學院，福建 福州350121)

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智能服裝的應用及發展趨勢

呂佳，陳東生

(閩江學院 服裝與藝術工程學院，福建 福州350121)

智能服裝是近年來研究的熱點，也是智能制造在紡織服裝領域的探索和應用。通過對智能服裝應用領域的闡述，結合國內外研究進展和智能服裝的特點對智能服裝的設計重點及發展趨勢進行了分析。

智能服裝設計要點應用發展

《中國制造2025》戰略任務的一大突出特點是強調通過智能制造對傳統產業進行升級轉型。隨著服裝行業競爭的加劇和現代研究技術的發展，服裝作為人們生活中必不可少的組成部分，其功能屬性在不斷擴展。智能服裝就是在傳統服裝產業的基礎上，集合材料科學、計算機工程、服裝設計領域的概念和技術形成和發展起來的，其主要的任務就是利用高新技術改變和提升傳統的服裝功能。

1　智能服裝的基本概念

可穿戴技術作為一個新興的跨學科領域，主要探索和創造能直接穿在身上或是整合進用戶的服裝或配件的設備的科學技術[1]。服裝作為人們日常生活必不可少的裝備之一，將可穿戴技術整合進服裝中并形成具有一定感知和反饋雙重功能的服裝稱為智能服裝[2,3]，它不僅能夠感知外部環境或內部狀態的變化，也可以通過反饋機制，實時地對這種變化做出反應。

服裝主要通過以下兩類方式實現服裝的智能：一類是運用智能服裝材料，如形狀記憶材料、相變材料、變色材料等進行智能服裝設計制作；另一類是將傳感技術、微電子技術和信息技術引入人們日常穿著的服裝中，如應用柔性傳感器、低功耗芯片技術、低功耗無線通信技術和電源等，進行醫療檢測，追蹤用戶的生命體征(心率以及其他生命體征)，或進行健身指導(如熱量消耗，壓力水平檢測)等。

2　智能服裝的應用

智能服裝出現之初是為了滿足特種場合的使用，如應用在軍事領域以提高作戰防御能力。隨著科學技術的發展和人們需求的日益提高，智能服裝除了在軍事領域發揮作用外，也被應用于醫療護理、高性能運動裝以及高附加值休閑服中。過去幾年中，通信和傳感器技術相繼被集成到服裝中，如鞋子、襯衫、腰帶，甚至首飾或手表中進行智能服裝的研發，以滿足人們不同用途的需要[4-6]。總體來看，智能服裝的應用主要集中在醫療監護和運動健身兩大領域。

2.1醫療監護

智能服裝代表了健康護理系統中一種先進的方法，將原本附加的移動設備整合到日常的著裝中，目的是通過信息和交流技術(如病人和遠程醫療提供者之間生理信息不間斷傳輸裝置)的支持，收集臨床數據，幫助使用者進行健康監測，監視穿衣人重要的生命特征，如為老年人和久病的患者進行重要參數的收集，通過局域網傳遞到家人或病人的智能手機和計算機中，醫生可以遠程根據情況判斷是否需要進行緊急治療，并及時發出報警信號。家庭醫療的實現可以幫助老年人或慢性病人在家里實現實時的醫療監護，病人和醫生之間可以隨時隨地進行診斷和治療。

美國在1999年就進行了智能襯衫的市場推廣[7]。這件襯衫裝備有傳感器，能夠測量心率和肺部活動。此外，還加入了通過互聯網向監控室提供醫療數據的選項，并對數據進行分析。

2.2運動健身

運動服裝領域的智能服裝主要體現在新型纖維材料(如抗菌纖維、相變纖維等)和智能設備上(如運動胸衣的心臟監護)。加拿大滑鐵盧大學研發的Athos智能運動衣和短褲[8]，就是將肌電運動傳感器內置到服裝面料中，通過測定肌肉纖維收縮的波動幅度來分析身體部位的運動狀態和肌肉疲勞情況等生理數據，然后把這些信息傳輸到智能手機的軟件中，以各種圖表的形式呈現給使用者進行各部分肌肉的運動狀態的判斷。

3　智能服裝的設計重點和發展趨勢

智能服裝的設計與普通服裝的設計不同，在設計時除要考慮美學性能外，還需要考慮可穿性、可用性、可靠性、耐久性等方面因素。智能服裝的設計重點歸納起來主要體現在以下幾個方面。

3.1以人為本

在賣方市場向買方市場轉化的進程中，服裝各要素的有機組合在滿足客觀功能的前提下，還要滿足人的心理、生理需求等主觀功能。用戶的社會性、價值觀、性別、教育經歷都會影響他們對于新技術的接受度。智能服裝作為可穿戴設備的物質載體，其設計的目的是為了滿足多種多樣的需求。因此，通過對用戶認知和情感的評估來觀察他們對智能裝備技術和參數的接受度，進行以人為本的工效學設計是需要重點關注和解決的問題[9,10]。

3.2可穿性

智能服裝要拓寬應用的場合，在具備功能性的同時，整體的服裝設計應滿足基本的舒適性。國外研究者在智能服裝的設計中對舒適性能尤其關注，包括服裝的熱濕舒適性、傳感器與人體皮膚接觸的感覺舒適性及服用安全性等方面[11]。如采用柔性傳感技術，將傳感器和服裝面料融為一體，成為智能服裝的基本面料，能靈敏感知各種人體生理參數、環境參數的變化。

3.3增進人類機能

智能服裝的出現在很大程度上還起到提高人體機能的作用。日本一家科技公司最新研發出一套外骨骼，通過液壓泵裝置幫助使用者在抬起重物時提供輔助力，主要用來幫助行動不便、喪失部分自理能力的老年人，或需要長期從事體力勞動的人，使其機能產生明顯的改進。

3.4易用性

智能服裝的易用性是指提供給終端用戶的產品必須操作簡便，具有使用上的便利性。特別是對于老年人和久病人群而言，簡單方便的使用體驗尤為重要。

3.5符合人體工學

智能服裝由于其穿著目的和要求的不同，具有多種形式，但是其基礎條件是人體。作為核心要素，人具有形態、運動機構、生理、心理四個因子，因此在進行智能服裝設計的時候要考慮人體工學的要求，使人體在穿著時能保持最自然的動作。

3.6提供軟件及服務

受互聯網以及工業4.0的影響，智能服裝的發展是以軟件系統和互聯網平臺為基礎，與物聯網、大數據、云計算相結合，實現智能。或與移動計算、應用軟件和社會化媒體相結合，實現按需定制，如通過局域網傳遞到病人的智能手機和計算機中，醫生可以根據情況判斷是否需要進行緊急治療。

4　結語

智能服裝不僅是中國制造2025的實施戰略之一，也是服裝產業升級轉型的途徑之一。因此，未來將是智能服裝迅猛發展的時代。智能服裝作為可穿戴設備的表現形式之一，其重點在“穿”上，目前智能服裝形式多樣，但普遍問題在于可穿性不高。因此，如何在提高智能服裝可穿性的同時又兼具美觀性，全方位拓寬智能服裝的應用領域，將是智能服裝設計要解決的重要內容，也是未來智能服裝的發展方向。

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[7]Online Life-Shirt System [EB/OL].http://www.vivometric.com/.

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1008-5580(2016)03-0211-03

2016-05-08

閩江學院校級科技項目(MYK15006)；閩江學院引進人才科技預研項目(MJY15002)

呂佳(1982-)，女，博士，講師，研究方向：現代服裝技術

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