智能服裝技術(shù)的專利分析

陳韋態(tài)

(國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心,北京100160)

日常生活隨處可見智能化技術(shù),如智能腕帶、智能手環(huán)和智能眼鏡等可穿戴技術(shù),已走進(jìn)人們的日常生活。近年來,當(dāng)智能化技術(shù)與服裝相結(jié)合,使得人們與智能化技術(shù)愈加親近,智能服裝使人們生活更加智慧,收集、共享信息更加便捷;使人們的健康更有保障,工作效率更加提升,生活更加多姿多彩。服裝不再只是傳統(tǒng)意義上的保暖、裝飾功能,形狀記憶[1]、可編程T恤、智能保健服、智能夾克、變色服裝、微博禮服和支付服裝等已出現(xiàn),新型技術(shù)需要專利技術(shù)保駕護(hù)航,智能服裝也不例外,基于此,本文將從專利的角度分析智能化服裝專利技術(shù),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為截至2019年8月30日的發(fā)明專利申請(qǐng)。

圖1 國(guó)內(nèi)外智能服裝專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

1 智能服裝專利申請(qǐng)情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見圖1)顯示,目前智能化服裝在全球的發(fā)明專利申請(qǐng)近6 000件,具有較強(qiáng)的市場(chǎng)潛力,其中國(guó)內(nèi)申請(qǐng)數(shù)量占六成以上,國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新主體均積極在進(jìn)行智能服裝的專利布局。

從技術(shù)領(lǐng)域分布來看,從原材料、半成品到成品,智能化因子已滲透到服裝成型的各關(guān)鍵流程節(jié)點(diǎn),其中IPC國(guó)際專利分類A41D(外衣/防護(hù)服)均是國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新主體特別關(guān)注的研發(fā)領(lǐng)域。由于在外衣/防護(hù)服中植入傳感器、多媒體、無線通信等可穿戴技術(shù)是服裝最直接的智能化技術(shù),故該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量也是最多的;此外,A43B(鞋)、A42B(帽)、D03D(機(jī)織物)、D01F(制作纖維等的化學(xué)特征)也是智能服裝開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。從國(guó)內(nèi)外的技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn),國(guó)外申請(qǐng)人已在G06F(電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理)領(lǐng)域有較多智能服裝的專利申請(qǐng),但國(guó)內(nèi)創(chuàng)新主體在該領(lǐng)域則少有研發(fā),說明國(guó)外申請(qǐng)人已率先涉及以電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的人機(jī)交互等創(chuàng)新技術(shù)。

從創(chuàng)新主體分布來看,以東華大學(xué)為首的國(guó)內(nèi)排名前6位申請(qǐng)人全部來自高校,但國(guó)外則以NIKE、Adidas等鞋類廠商為代表,主體力量為企業(yè),主打市場(chǎng)產(chǎn)品,而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)智能服裝更多定位于基礎(chǔ)研究,市場(chǎng)導(dǎo)向不明顯,產(chǎn)學(xué)研的對(duì)接與耦合存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象。

從服裝智能化機(jī)理上來分類(見圖2),專利意義上的服裝智能技術(shù)可分為智能變色、智能記憶、智能調(diào)溫、智能偽裝、智能物聯(lián)等5種智能化技術(shù),而基于智能變色技術(shù)的專利申請(qǐng)量最多,智能記憶、智能調(diào)溫、智能偽裝、智能物聯(lián)等技術(shù)緊隨其后,其中在智能變色技術(shù)中,根據(jù)專利申請(qǐng)量的高低依次分別為光致變色、熱致變色、電致變色專利。智能記憶技術(shù)又可分為形狀記憶合金和形狀記憶聚合物技術(shù),形狀記憶合金類的專利申請(qǐng)數(shù)量高于形狀記憶聚合物類專利。

圖2 服裝智能化專利申請(qǐng)分布

2 智能服裝重點(diǎn)專利技術(shù)

通過對(duì)近10年的智能服裝專利分析可知,已涌現(xiàn)出一批服裝智能化的新興技術(shù),這些技術(shù)引領(lǐng)了未來服裝智能化的發(fā)展方向,以下分別對(duì)重點(diǎn)專利歸類進(jìn)行說明。

2.1 智能交互類

公開號(hào):WO2018200798A1;申請(qǐng)日:2018年;主題:交互式織物;技術(shù)方案:交互式織物包括傳感器,傳感器被編織到交互式織物中以形成被配置成檢測(cè)觸摸輸入的電容性觸摸傳感器的導(dǎo)電線。交互式織物可以具有多個(gè)電子模塊的交互對(duì)象,內(nèi)部電子模塊包括電子部件的第一子集,如被配置為檢測(cè)和接收用戶輸入動(dòng)作的感測(cè)電路,交互式對(duì)象還可以與控制器交互,該控制器被配置為基于用戶輸入的動(dòng)作從內(nèi)部電子模塊接收信息,輸出裝置可與控制器通信。技術(shù)效果:基于輸入,織物至少提供交互式的觸覺響應(yīng)、音頻響應(yīng)或視覺響應(yīng)。

公開號(hào):US2013328783A1;申請(qǐng)日:2012年;主題:一種智能紡織品;技術(shù)方案:一種用于用戶經(jīng)由智能紡織品輸入/輸出設(shè)備向一個(gè)或多個(gè)其他用戶唯一地傳送人類和個(gè)人信息的系統(tǒng)和方法,該信息可以顯示在與用戶相關(guān)聯(lián)的設(shè)備上,與一個(gè)或多個(gè)其他用戶相關(guān)聯(lián)的一件或多件其他衣服上,或者與目標(biāo)用戶鄰近并相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備上。該信息可以由從源用戶到目標(biāo)用戶或從指向一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)用戶的第三方的顯示信息的直接輸入產(chǎn)生。

解決問題:該方法使得能夠在智能紡織品輸出設(shè)備上執(zhí)行輸出動(dòng)作,從而識(shí)別由用戶創(chuàng)建的并且在與目標(biāo)用戶相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)衣服物品或者可穿戴配件上顯示的繪畫,減少電路消耗的功率量,并且允許用戶經(jīng)由智能紡織品輸出設(shè)備向其他用戶唯一地傳送個(gè)人信息,用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板等處理設(shè)備的信息采集和顯示。

2.2 智能物聯(lián)類

公開號(hào):KR20180121171A;申請(qǐng)日:2017年;主題:一種物聯(lián)網(wǎng)發(fā)熱襪子;技術(shù)方案:襪子具有一個(gè)安裝在腳部的發(fā)熱元件,在腿部安裝一個(gè)控制塊,控制發(fā)熱元件,并在智能儀器中應(yīng)用,發(fā)熱元件具有一個(gè)發(fā)熱元件。解決問題:加熱元件在糖尿病患者的腳踝中產(chǎn)生熱量,使糖尿病患者的腳部血液循環(huán)得到改善。

2.3 智能充電類

公開號(hào):CN109309408A;申請(qǐng)日:2018年;主題:一種可無線充電的智能服裝;技術(shù)方案:將多個(gè)電感器(作為無線電力接收器)集成到紡織品中,相應(yīng)的電感器串聯(lián)整流元件。解決問題:有線充電的有線連接器可能會(huì)暴露導(dǎo)體,導(dǎo)致服裝在穿著和洗滌過程中承受潮濕的能力受損。另外服裝的使用者必須手動(dòng)連接有線充電器,使得服裝的整體維護(hù)更加復(fù)雜和不便利,該專利申請(qǐng)采用無線充電解決了上述問題。

2.4 智能預(yù)警類

公開號(hào):CN108028860A;申請(qǐng)日:2018年;主題:檢測(cè)事件并生成通知的智能織物;技術(shù)方案:將傳感器陣列集成到智能織物,傳感器陣列包括布置在織物中各個(gè)位置處的傳感器節(jié)點(diǎn),傳感器節(jié)點(diǎn)被配置以輸出指示在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件信號(hào),織物可進(jìn)一步包括發(fā)射機(jī)和控制單元,控制單元可被配置成從傳感器節(jié)點(diǎn)接收指示在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件信號(hào),并使用發(fā)射機(jī)傳送指定在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可被傳送到計(jì)算系統(tǒng),用于分析織物的狀態(tài)以檢測(cè)事件的發(fā)生,事件可以是織物的撕裂,織物中的扭曲大于閾值扭曲,或織物中的應(yīng)變大于閾值應(yīng)變。解決問題:在各種情況下,個(gè)人穿著服裝織物可能會(huì)被撕裂,經(jīng)歷極度的扭曲,或者在人受到攻擊時(shí)經(jīng)受極端的應(yīng)變,該專利申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)上述事件并生成通知。

公開號(hào):WO2016128778A2;申請(qǐng)日:2016年;主題:跑步用智能服裝;技術(shù)方案:提供一種用于監(jiān)測(cè)用戶跑步技術(shù)的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:由用戶穿著的至少一件跑步服,該衣服結(jié)合或攜帶至少一個(gè)傳感器,該傳感器用于檢測(cè)與用戶的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù);處理單元,其被配置成從所述至少一個(gè)傳感器接收關(guān)于所述至少一個(gè)參數(shù)的信息,將所述參數(shù)或每個(gè)參數(shù)與跑步的生物力學(xué)模型的至少一個(gè)方面進(jìn)行比較,并且確定是否需要反饋響應(yīng);以及嵌入在衣服中或由衣服攜帶的裝置,用于在用戶跑步時(shí)向用戶提供反饋響應(yīng)。在一些情況下,生物力學(xué)模型可以通過分析指導(dǎo)建議、或分析身體活動(dòng)、或身體活動(dòng)的模型來生成。解決問題:通過測(cè)量生理測(cè)量調(diào)節(jié)跑步技術(shù),防止和/或減少傷害的可能性。

2.5 智能計(jì)步類

公開號(hào):WO2019046688;申請(qǐng)日:2018年;主題:服裝的傳感器系統(tǒng);技術(shù)方案:傳感器系統(tǒng)包括由用戶穿戴的衣服件,傳感器系統(tǒng)具有位于服裝單元上的可拉伸電容傳感器,以便在服裝單元被穿戴時(shí)測(cè)量用戶的生物特征參數(shù),照明系統(tǒng)基于測(cè)量的用戶的生物特征參數(shù)在指定照明區(qū)域中提供照明,可拉伸電容傳感器,具有當(dāng)衣服片被穿著在用戶身上時(shí)定位成靠近右三角肌的多個(gè)傳感器,可拉伸電容式傳感器感測(cè)用戶的手臂的擺動(dòng)以及感測(cè)用戶的步速。解決問題:用于感測(cè)和跟蹤穿著服裝或鞋類物品的運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)。

2.6 智能調(diào)控類

公開號(hào):WO2017196775A;申請(qǐng)日:2017年;主題:智能服裝;技術(shù)方案:服裝含有彈性體紡織材料和鎳-鈦合金-銅-鉬合金,該合金能根據(jù)響應(yīng)溫度變化而擴(kuò)張或收縮紡織材料的孔或通道。解決問題:可以根據(jù)溫度變化自動(dòng)打開或關(guān)閉其毛孔,以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)體熱,從而防止來自體熱的濕氣和汗水的積聚。

公開號(hào):WO2009034218A1;申請(qǐng)日:2008年;主題:智能服裝;技術(shù)方案:服裝包括至少一個(gè)溫度/濕度傳感器,其測(cè)量使用者身體和服裝內(nèi)表面之間的空氣層的溫度/濕度;警報(bào)裝置,其為使用者產(chǎn)生靈敏警報(bào);至少兩個(gè)織物電極,其測(cè)量使用者的心率;以及電子板,其連接到溫度/濕度傳感器、警報(bào)裝置和織物電極,并且控制其操作,計(jì)算使用者和服裝之間的空氣層的熱應(yīng)力指數(shù)以及使用者的熱應(yīng)力狀態(tài),并且在危險(xiǎn)的情況下啟動(dòng)警報(bào)裝置。解決問題:智能調(diào)節(jié)服裝溫濕度。

2.7 智能偽裝類

公開號(hào):CN103827369A;申請(qǐng)日:2012年;主題:迷彩偽裝織物;技術(shù)方案:其導(dǎo)電紗含有具有調(diào)整近紅外光譜反射率特性的硫化銅納米微粒或包含硫化銅的硫化金屬納米微粒,導(dǎo)電紗被編織為在720～1 500 nm的近紅外線光譜中,與周邊環(huán)境物的近紅外光譜反射率相同或類似。解決問題:提供一種具有調(diào)整近紅外光譜反射率特性的迷彩偽裝織物,能達(dá)到規(guī)定的偽裝效果。

公開號(hào):US8013776B2;申請(qǐng)日:2008年;主題:一種雷達(dá)偽裝織物;技術(shù)方案:偽裝網(wǎng)包括附著到基礎(chǔ)織物層的導(dǎo)電裝飾織物層,導(dǎo)電裝飾織物層包括導(dǎo)電聚合物涂層和多個(gè)孔,該雷達(dá)偽裝織物在6～8 GHz下平均微波傳輸小于50%,導(dǎo)電裝飾織物層具有小于基底織物層的表面電阻。解決問題:具有改進(jìn)的雷達(dá)偽裝和視覺偽裝特性。

2.8 智能警示類

公開號(hào):EP3344083A;申請(qǐng)日:2015;主題:一種具有信號(hào)燈的智能安全服裝;技術(shù)方案:服裝具有控制單元、一對(duì)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈,轉(zhuǎn)向信號(hào)燈連接或可連接到控制單元,電子組件包括制動(dòng)傳感器,其連接到控制單元,適于感知速度并產(chǎn)生用于控制單元的相應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。控制單元被配置為根據(jù)制動(dòng)信號(hào)對(duì)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈加電。解決問題:提高城市騎車人和行人(例如跑步者)的安全性,增強(qiáng)了他們沿著具有較差光線條件的街道以及從遠(yuǎn)距離的可見性。

2.9 智能設(shè)計(jì)類

公開號(hào):CN108140215A;申請(qǐng)日:2016年;主題:一種智能服裝;技術(shù)方案:智能服裝,其設(shè)置為允許包括顏色、圖像、文本和其組合的設(shè)計(jì)被改變;服務(wù)器,其包括相對(duì)于智能服裝的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù);提供者終端,設(shè)置為將智能服裝的設(shè)計(jì)上載至服務(wù)器;以及用戶終端,設(shè)置為從服務(wù)器下載智能服裝的設(shè)計(jì),并且將對(duì)應(yīng)于該智能服裝的設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸至該智能服裝,以改變?cè)撝悄芊b的設(shè)計(jì)。此外智能服裝可包括變色纖維和紡織纖維的織物,以及設(shè)置為接收由用戶終端傳輸?shù)男盘?hào)的連接模塊。解決問題:智能服裝能夠改變?cè)O(shè)計(jì),諸如實(shí)現(xiàn)在服裝上的顏色、圖案或文本。

3 結(jié)語(yǔ)

未來,人們?cè)诜b方面更加關(guān)注娛樂和健康主題,在功能性方面更加關(guān)注服裝本身對(duì)生活方式改變帶來的便捷性,人與服裝、服裝與服裝之間的智能交互和智能物聯(lián)將會(huì)更加普遍,智能服裝對(duì)人類行為的數(shù)據(jù)收集分析,并結(jié)合人工智能進(jìn)一步指導(dǎo)和改善人們的生活,將引領(lǐng)未來服裝智能化不斷演化升級(jí)。