兒童智能服裝的設計模式與發(fā)展研究

劉思凡 匡才遠

俯仰當今社會潮流，科學與藝術(shù)交融乃是大勢所趨[1]。智能服裝充分迎合市場需要，追隨高科技時代潮流，根據(jù)服裝與人體之間的緊密聯(lián)系，提出將越來越多的實用性功能附加于服裝上。一些知名服裝公司、電器生產(chǎn)商、計算機巨頭，比如IBM、飛利浦、利瓦伊斯、耐克等，紛紛開始研發(fā)由計算機控制的“智能服飾”。智能服飾具有獨特的設計、實用且多樣的功能，符合智能服裝產(chǎn)業(yè)目標受眾群的需求[2]。

兒童安全問題事關(guān)千家萬戶，兒童智能服裝通過現(xiàn)代科技手段，使服裝具備定位追蹤等交互功能，為解決兒童走失、身體狀況監(jiān)控等問題提供“保護衣”。沈雷教授團隊的“基于交互技術(shù)的智能兒童安全服裝研究與產(chǎn)業(yè)化”項目，填補了國內(nèi)外智能交互兒童安全時裝設計研究的空白。他認為，以服裝安全設計包裝為載體，達到消除或預警人體安全隱患的目的，對兒童來說意義尤為重要[3]。

1 兒童智能服裝設計的理論基礎

1.1 交互技術(shù)

智能服裝通過模擬生命系統(tǒng)，使得服裝具備感知和反應的雙重功能[4-5]，是新型的紡織材料與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。除了像普通服裝那樣穿著外，還能根據(jù)設計的意圖去感知外部環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)的變化，并做出警示反應與調(diào)節(jié)，甚至遠距離傳遞信息[6]。

基于交互設計理念的技術(shù)在服裝中的運用，既能直觀地對兒童身體狀況與所處環(huán)境進行監(jiān)測，也實現(xiàn)了兒童之間的趣味交互，以及看護人員對兒童活動的遠程感知[7]。借助服裝這一載體，智能交互技術(shù)既滿足了兒童的娛樂追求，自由交往需求，也滿足了看護人員對兒童實時監(jiān)護的需要。

1.2 1T2F模式

1T2F模式是指Tradition(傳統(tǒng))、Fashion(時尚)和Function(功能)三者之間的有機結(jié)合[8]。以1T2F模式全面指導現(xiàn)代兒童智能服裝設計，具有以下特征。

Tradition不代表古板，也不拘泥于環(huán)境，不把單純簡單當賣點，既對傳統(tǒng)文化有深層理解，又能通過理念的創(chuàng)新對傳統(tǒng)形式下的美感進行補充;同時，在主流審美和當前社會科技發(fā)展趨勢下，將Fashion繼續(xù)作為設計理念的核心，以此來展現(xiàn)兒童活潑好動，追求形象美感的性格特質(zhì);1T2F模式中的Function，包含的不只是基礎實用性，更多的是智能科學的合理功效，充分考慮兒童心理生理學、人體力學、設備靈活性、環(huán)境、安全等多方面因素，使得功能多樣性成為一大優(yōu)勢，給兒童和兒童監(jiān)護人都帶來了極大的便利[9]。

1.3 智能可穿戴技術(shù)

“穿戴式智能設備”是應用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進行智能化設計、開發(fā)出可以穿戴的設備的總稱[10]。網(wǎng)絡的進步、科技的發(fā)展和新型處理芯片的研制等，使得部分可穿戴設備實現(xiàn)了商用化。

兒童因其身心特殊性，屬于相對弱勢群體，是智能可穿戴設備的重要服務對象。兒童智能服裝的研發(fā)往往從安全監(jiān)護的角度出發(fā)，如智能定位童裝、光敏/溫敏變色服裝、嬰幼兒生命體征監(jiān)護連體衣，這類產(chǎn)品主要用于防止兒童走失、意外受傷，以及進行健康檢測。除了保護兒童安全，還可用于智趣引導，會唱歌的鞋子、會發(fā)光的裙子，都是對兒童的趣味引導[11]。由于孩童的身心發(fā)展尚不成熟，相對于成年人，他們對服裝的安全性要求更高，兒童可穿戴智能服裝也面臨安全等一系列挑戰(zhàn)。

可穿戴智能設備市場依然處于發(fā)展期，前景樂觀，但目前依然沒有一款智能服裝走進大眾家庭。一方面是智能可穿戴技術(shù)的不夠成熟，另一方面，商品價值還未達到消費者要求。智能可穿戴市場正逐步將服裝設計與科技工程進行融合，模糊二者的界限，讓科技融入時尚，以達到科技與人類體驗的完美融合[12]。

2 新型兒童智能服裝設計

2.1 智能定位童裝

智能定位童裝的設計就是以服裝為載體，將智能元件嵌入兒童服裝[13]，將智能化的手段運用于服裝設計，從而實現(xiàn)幫助家長掌握兒童位置，保護兒童安全的功能[14]。

2014年，北京愛麗絲幻橙科技有限公司宣布推出全球第一款智能GPS定位鞋——budiu智能定位童鞋。通過精準定位、遠程守護、隨身看護、實景地圖、歷史軌跡、緊急報警、導航、輕社交等多重功能全方位保護兒童外出安全。Budiu第二版智能童鞋采用了雙子芯，兩只鞋中分別配有藍牙定位模塊和三合一(GPS、WiFi和LBS)定位模塊，具備了更多交互功能。

2017年，“基于交互技術(shù)的智能兒童安全服裝”項目采用1T2F設計模式，利用數(shù)據(jù)交互通信感應技術(shù)，采用數(shù)字產(chǎn)品和信息服務信號交流互動式反饋的方法[15]，結(jié)合 NFC、iBeacon、GPS、藍牙，改性纖維、夜光纖維等新科技，將智能安全元素、流行趨勢預測融入到以實用性為基礎的童裝設計中，設計出具有特殊安全功能并符合流行趨勢的創(chuàng)新智能服裝[16]。

在智能定位童裝的設計中，定位元件的位置設計和童裝面料的選擇都是重中之重。從美觀度和舒適性的角度考慮，定位元件安放的位置既不能太過顯眼，蓋過服裝本身的亮點，也不能影響兒童的活動范圍[17]。在此類智能服裝的設計構(gòu)想中，不少專家就童裝樣式、定位部件縫制位置、服裝原料、制作工藝等方面闡述了智能化安全童裝的設計，為目前智能定位童裝的制作提供了理論基礎與技術(shù)支撐[18]。

2.2 醫(yī)療監(jiān)控服

近年來，研發(fā)了很多可穿戴設備產(chǎn)品或試用品，有眼鏡型、手表型等多種式樣的可穿戴式智能終端產(chǎn)品面世[19]。在兒童襯衫或是襪子等衣物內(nèi)植入傳感器，就可以監(jiān)控穿著者的活動狀態(tài)，并且穿著者不會有任何的異樣感覺。

比利時布魯塞爾的某實驗室研發(fā)了一款尖端智能服裝，其最大特點是具備醫(yī)療監(jiān)測功能。最貼近身體的一層，可以監(jiān)控人體的血壓、心跳、體溫等生理參數(shù);衣服內(nèi)層安裝多個傳感器，可以敏感地監(jiān)測外界環(huán)境的變化[20]。

兒童智能服裝也應用了衣服內(nèi)植入傳感器的方法，進而輔助醫(yī)療監(jiān)測。Rest Devices開發(fā)了一款名為“Mimo Baby Monitor”的智能嬰兒服[21]，其運用了智能織物原理，在衣服中內(nèi)置傳感器，隨時檢測嬰兒的各項身體數(shù)據(jù)和活動數(shù)據(jù)——呼吸、皮膚溫度、身體姿勢、行為活動等，可通過藍牙實時將信息推送到父母的智能手機上[22]。

2.3 變色服

變色服裝根據(jù)光學原理和熱學原理研制而成，能夠隨著周圍環(huán)境溫度和陽光的變化而變色。變色染料配合圖案設計，就可以制造出顏色變化產(chǎn)生圖案變化的效果，打破了普通染料只能印制靜態(tài)圖案的限制。

光敏變色服裝可以在一定波長的光線照射下或溫度下產(chǎn)生變色現(xiàn)象，而在另一種波長的光線照射下或溫度下，又會發(fā)生可逆變化回到原來的顏色[23]。服裝在印花工藝中加入各種高分子變色材料，包括陽光變色，溫度變色，長效夜光等高分子材料，高分子材料受外界磁、電、光、聲、熱和外力等環(huán)境因素的影響很大，當環(huán)境條件變化時，高分子的排列順序就會變化，引起對各種色光的折射率改變，使我們看到的服裝顏色發(fā)生了變化。

溫敏變色服裝在印制可變色服裝圖案的時候，在顏料里添加了一種奇特的溫變顏料。溫變顏料形式多樣，其中，可逆型溫變顏料在市場上被廣泛應用。該顏料是一種結(jié)晶的有機化合物，若環(huán)境溫度超過其臨界溫度，溫變顏料從不透明的固態(tài)轉(zhuǎn)換為透明的液態(tài)，圖案因此消失;反之，若環(huán)境溫度低于臨界溫度，圖案又會顯現(xiàn)出來[24]。

目前，已有多家公司成功研制出變色服裝，也發(fā)明了適用于孩童穿著的“智能變色服”。其中，英國的克里斯·埃貝耶發(fā)明了一種用于感受孩童體溫變化的變色服——當孩童的體溫超過臨界值37°C，服裝就會改變顏色，并隨著溫度的升高，顏色變化越明顯。這無疑是智能變色服的醫(yī)療提示功能，提醒并幫助監(jiān)護人監(jiān)測兒童身體健康狀況。另有其他的光敏變色服裝，如電燈泡感應服裝，這種由光變色樹脂整理后的面料可被用于舞臺表演，孩童穿著此類服裝或舞臺表演或自己玩耍都別有一番奇妙趣味。如果光敏變色面料也能對汽車尾燈等其他燈型產(chǎn)生變色效果，將來或可以運用于兒童的交通安全預警，為保護兒童安全助力。

3 結(jié)語

就目前的服裝市場而言，智能服裝可以通過其產(chǎn)品特殊性，更密切地將可穿戴設備和消費者的需求聯(lián)系起來。智能服裝利用三元素的結(jié)合，將傳統(tǒng)作為基礎，時尚作為核心，功能作為關(guān)鍵，使其在原有傳統(tǒng)設計理念的不足中，認識到現(xiàn)代模式理念的先進性，從而提高現(xiàn)代童裝的設計能力，進而設計出既有傳統(tǒng)韻味又不失時尚，同時具備智能科學安全功效的兒童服飾產(chǎn)品，提高兒童服裝的附加值。

[1] 孟 磊，劉 淵.基于交互技術(shù)的學齡前兒童智能服飾設計研究[J].藝術(shù)百家，2011，(5):231-234.

[2] 易莉莉.智能服裝的貼心設計及其發(fā)展?jié)摿Ψ治鯷J].毛紡科技，2016，44(3):63-67.

[3] 舒媛媛，李 錦.江南大學研發(fā)智能服裝保護兒童安全[EB/OL].[2017-08-09].http://js.ifeng.com/a/20170809/5897969_0.shtml.

[4] 田 苗，李 俊.智能服裝的設計模式與發(fā)展趨勢[J].紡織學報，2014，35(2):109-115.

[5] 呂 佳，陳東生.智能服裝的應用及發(fā)展趨勢[J].成都紡織高等?？茖W校學報，2016，33(3):211-213.

[6] 陳一帆，朱瑞娟，蔡婷婷，等.基于交互技術(shù)理念的智能服裝應用設計[J].上海工程技術(shù)大學學報，2014，28(2):166-169.

[7] 程 醉.高路入云端，看兒童智能服裝如何談笑凱歌還[J].中國纖檢，2015，(24):46-47.

[8] 沈 雷，洪文進，唐 穎.1T2F模式下針織服裝功能性評價與應用研究[J].針織工業(yè)，2014，(8):60-62.

[9] 賀義軍，舒鸚姿，洪文進，等.基于1T2F模式下兒童智能安全服裝的設計[J].上海紡織科技，2013，41(11):41-42.

[10]梁麗君，胡 瑤，劉 皓，等.可穿戴設備的現(xiàn)狀及展望[J].國際紡織導報，2016，44(10):62-64.

[11]薛哲彬，沈 雷，任祥放.基于兒童安全的智能服裝系統(tǒng)研發(fā)模式[J].服裝學報，2016，1(5):470-476.

[12]楊劍勇.深度解讀可穿戴智能設備的未來[EB/OL].[2015-12-18].http://tech.163.com/15/1218/15/BB4JAJ3D00094P0U.html.

[13]孫 兵.嵌入式系統(tǒng)在智能服裝中的應用[J].北京服裝學院學報(自然科學版)，2009，29(1):34-39.

[14]泉州商報.傳統(tǒng)服飾進軍兒童智能穿戴[EB/OL].[2015-11-04].http://news.ef360.com/ArticlesInfo/2015-11-4/260523.html.

[15]趙麗麗.智能服裝的設計模式與發(fā)展趨勢[J].科技經(jīng)濟導刊，2016，(25):35.

[16]劉 蕾.智能定位功能性童裝設計應用研究[J].上海紡織科技，2015，43(9):65-66.

[17]吳 玥，張海棠，陳 唱，等.定位追蹤系統(tǒng)在兒童智能服裝中的運用初探[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2017，(1):38-40.

[18]吳 艷，沈 雷.新型兒童智能定位服裝設計研究[J].毛紡科技，2014，42(11):25-28.

[19]趙 婧，范秀娟.面向智能服裝的心率采集監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].微型機與應用，2015，34(4):20-21.

[20]中研網(wǎng).智能衣服可進行醫(yī)療監(jiān)測“隱形衣”不再是夢[EB/OL].[2016-09-02].http://www.sohu.com/a/113380956_119737?qq-pf-to=pcqq.c2c.

[21]干林麗，嚴 濤，張尚勇.智能服裝的發(fā)展[J].紡織科技進展，2016，(7):5-9.

[22]kosirayi.這才是真正的可穿戴——監(jiān)控健康狀態(tài)的“智能衣服”[EB/OL].[2013-12-29].http://www.cyzone.cn/article/6901.html.

[23]陳志林.智能服裝開發(fā)與應用現(xiàn)狀[J].紡織科技進展，2010，(2):88-90.

[24]許 凡，王高媛，趙 晶.智能紡織品及服裝的發(fā)展[J].紡織科技進展，2013，(5):1-5.