智能服装的应用及发展趋势

吕　佳，陈东生

(闽江学院 服装与艺术工程学院，福建 福州350121)



智能服装的应用及发展趋势

吕佳，陈东生

(闽江学院 服装与艺术工程学院，福建 福州350121)

智能服装是近年来研究的热点，也是智能制造在纺织服装领域的探索和应用。通过对智能服装应用领域的阐述，结合国内外研究进展和智能服装的特点对智能服装的设计重点及发展趋势进行了分析。

智能服装设计要点应用发展

《中国制造2025》战略任务的一大突出特点是强调通过智能制造对传统产业进行升级转型。随着服装行业竞争的加剧和现代研究技术的发展，服装作为人们生活中必不可少的组成部分，其功能属性在不断扩展。智能服装就是在传统服装产业的基础上，集合材料科学、计算机工程、服装设计领域的概念和技术形成和发展起来的，其主要的任务就是利用高新技术改变和提升传统的服装功能。

1　智能服装的基本概念

可穿戴技术作为一个新兴的跨学科领域，主要探索和创造能直接穿在身上或是整合进用户的服装或配件的设备的科学技术[1]。服装作为人们日常生活必不可少的装备之一，将可穿戴技术整合进服装中并形成具有一定感知和反馈双重功能的服装称为智能服装[2,3]，它不仅能够感知外部环境或内部状态的变化，也可以通过反馈机制，实时地对这种变化做出反应。

服装主要通过以下两类方式实现服装的智能：一类是运用智能服装材料，如形状记忆材料、相变材料、变色材料等进行智能服装设计制作；另一类是将传感技术、微电子技术和信息技术引入人们日常穿着的服装中，如应用柔性传感器、低功耗芯片技术、低功耗无线通信技术和电源等，进行医疗检测，追踪用户的生命体征(心率以及其他生命体征)，或进行健身指导(如热量消耗，压力水平检测)等。

2　智能服装的应用

智能服装出现之初是为了满足特种场合的使用，如应用在军事领域以提高作战防御能力。随着科学技术的发展和人们需求的日益提高，智能服装除了在军事领域发挥作用外，也被应用于医疗护理、高性能运动装以及高附加值休闲服中。过去几年中，通信和传感器技术相继被集成到服装中，如鞋子、衬衫、腰带，甚至首饰或手表中进行智能服装的研发，以满足人们不同用途的需要[4-6]。总体来看，智能服装的应用主要集中在医疗监护和运动健身两大领域。

2.1医疗监护

智能服装代表了健康护理系统中一种先进的方法，将原本附加的移动设备整合到日常的着装中，目的是通过信息和交流技术(如病人和远程医疗提供者之间生理信息不间断传输装置)的支持，收集临床数据，帮助使用者进行健康监测，监视穿衣人重要的生命特征，如为老年人和久病的患者进行重要参数的收集，通过局域网传递到家人或病人的智能手机和计算机中，医生可以远程根据情况判断是否需要进行紧急治疗，并及时发出报警信号。家庭医疗的实现可以帮助老年人或慢性病人在家里实现实时的医疗监护，病人和医生之间可以随时随地进行诊断和治疗。

美国在1999年就进行了智能衬衫的市场推广[7]。这件衬衫装备有传感器，能够测量心率和肺部活动。此外，还加入了通过互联网向监控室提供医疗数据的选项，并对数据进行分析。

2.2运动健身

运动服装领域的智能服装主要体现在新型纤维材料(如抗菌纤维、相变纤维等)和智能设备上(如运动胸衣的心脏监护)。加拿大滑铁卢大学研发的Athos智能运动衣和短裤[8]，就是将肌电运动传感器内置到服装面料中，通过测定肌肉纤维收缩的波动幅度来分析身体部位的运动状态和肌肉疲劳情况等生理数据，然后把这些信息传输到智能手机的软件中，以各种图表的形式呈现给使用者进行各部分肌肉的运动状态的判断。

3　智能服装的设计重点和发展趋势

智能服装的设计与普通服装的设计不同，在设计时除要考虑美学性能外，还需要考虑可穿性、可用性、可靠性、耐久性等方面因素。智能服装的设计重点归纳起来主要体现在以下几个方面。

3.1以人为本

在卖方市场向买方市场转化的进程中，服装各要素的有机组合在满足客观功能的前提下，还要满足人的心理、生理需求等主观功能。用户的社会性、价值观、性别、教育经历都会影响他们对于新技术的接受度。智能服装作为可穿戴设备的物质载体，其设计的目的是为了满足多种多样的需求。因此，通过对用户认知和情感的评估来观察他们对智能装备技术和参数的接受度，进行以人为本的工效学设计是需要重点关注和解决的问题[9,10]。

3.2可穿性

智能服装要拓宽应用的场合，在具备功能性的同时，整体的服装设计应满足基本的舒适性。国外研究者在智能服装的设计中对舒适性能尤其关注，包括服装的热湿舒适性、传感器与人体皮肤接触的感觉舒适性及服用安全性等方面[11]。如采用柔性传感技术，将传感器和服装面料融为一体，成为智能服装的基本面料，能灵敏感知各种人体生理参数、环境参数的变化。

3.3增进人类机能

智能服装的出现在很大程度上还起到提高人体机能的作用。日本一家科技公司最新研发出一套外骨骼，通过液压泵装置帮助使用者在抬起重物时提供辅助力，主要用来帮助行动不便、丧失部分自理能力的老年人，或需要长期从事体力劳动的人，使其机能产生明显的改进。

3.4易用性

智能服装的易用性是指提供给终端用户的产品必须操作简便，具有使用上的便利性。特别是对于老年人和久病人群而言，简单方便的使用体验尤为重要。

3.5符合人体工学

智能服装由于其穿着目的和要求的不同，具有多种形式，但是其基础条件是人体。作为核心要素，人具有形态、运动机构、生理、心理四个因子，因此在进行智能服装设计的时候要考虑人体工学的要求，使人体在穿着时能保持最自然的动作。

3.6提供软件及服务

受互联网以及工业4.0的影响，智能服装的发展是以软件系统和互联网平台为基础，与物联网、大数据、云计算相结合，实现智能。或与移动计算、应用软件和社会化媒体相结合，实现按需定制，如通过局域网传递到病人的智能手机和计算机中，医生可以根据情况判断是否需要进行紧急治疗。

4　结语

智能服装不仅是中国制造2025的实施战略之一，也是服装产业升级转型的途径之一。因此，未来将是智能服装迅猛发展的时代。智能服装作为可穿戴设备的表现形式之一，其重点在“穿”上，目前智能服装形式多样，但普遍问题在于可穿性不高。因此，如何在提高智能服装可穿性的同时又兼具美观性，全方位拓宽智能服装的应用领域，将是智能服装设计要解决的重要内容，也是未来智能服装的发展方向。

[1]Smith D. Smart clothes and wearable technology[J].AI &Soc, 2007,(22):1-3.

[2]KiekensP，Langenhove L V，HertleerC. Smartclothing: a new life[J]. International Journal of Clothing Science and Technology, 2004, 16(1/2) : 63-72．

[3]田苗, 李俊. 智能服装的设计模式与发展趋势. 纺织学报，2014,35(2):109-115.

[4]Linti C. Sensory baby vest for the monitoring of infants[C]//Horter H, Österreicher P, et al. International Workshop on Wearable & Implantable Body Sensor Networks. Cambridge:IEEE computer societyPress, 2006:135-137.

[5]ScheermesserM. User acceptance of pervasive computing in healthcare: main findings of two case studies[C]//Kosow H, Rashid A, et al. Proceeding of the Second InerantionalConferenceonPervaisve Computing Technlogies for Healhcare.Tampere, 2008: 205-213.

[6]Asada HH, ShaltisP, ReisnerA, et al. Mobile monitoring with wearable photoplethysmographic sensors[J], IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine,2003,22(3):28-40.

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

[8]Online ATHOS[EB/OL]. https://www.liveathos.com/.

[9]ZiefleM, R?ckerC, Human-centered design of E-health technologies: concepts, methods and applications [M], IGI Global, 2010.

[10]ZiefleM. Acceptance of pervasive healthcare systems: a comparison of different implementation concepts[C]//Röcker C. 4th ICST Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare.Munchen,2010:1-6.

[11]王军，陈晓玫，穆芸,等. 智能纺织品的内涵、设计及其应用前景分析[J]. 武汉纺织大学学报, 2015,28(1):23-26.

1008-5580(2016)03-0211-03

2016-05-08

闽江学院校级科技项目(MYK15006)；闽江学院引进人才科技预研项目(MJY15002)

吕佳(1982-)，女，博士，讲师，研究方向：现代服装技术

TS941

A