不同領(lǐng)域技術(shù)下智能服裝的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

沈雷 桑盼盼

摘要： 隨著國家對大健康、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)提出更高的發(fā)展要求，智能服裝也得到了很大的發(fā)展。文章主要分析了各種領(lǐng)域的技術(shù)及各領(lǐng)域技術(shù)在目前國內(nèi)外智能服裝上的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了當(dāng)前環(huán)境下智能服裝在安全性能、實(shí)用性能、工藝設(shè)計(jì)、節(jié)能環(huán)保及材料選擇五個(gè)方面存在的問題和解決措施。同時(shí)指出在各領(lǐng)域技術(shù)迅猛發(fā)展的前提下智能服裝未來發(fā)展的四個(gè)方向和趨勢，提出未來智能服裝設(shè)計(jì)將是在多領(lǐng)域技術(shù)與學(xué)科間交叉的前提下，做到以人為本。

關(guān)鍵詞： 智能安全服裝;電子信息技術(shù);交互技術(shù);工藝設(shè)計(jì);發(fā)展趨勢

中圖分類號： TS941.17

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號： 1001-7003（2019）03-0045-09

引用頁碼： 031108

Research on development status and trend of smart clothing under technologies of different fields

SHEN Lei， SANG Panpan

（School of Textile and Clothing， Jiangnan University， Wuxi 214122， China）

Abstract： As the country puts forward higher development requirements for emerging technologies such as big health， Internet of things， artificial intelligence， big data and cloud computing， smart clothing has also achieved great development. This paper mainly analyzes the technologies in various fields and the current development status of the technologies in various fields of the smart clothing at home and abroad， and puts forward the existing problems and solutions in the five aspects of the smart clothing in the current environment， including safety performance， practical performance， process design， energy conservation and environmental protection， and material selection. At the same time， it points out the four directions and trends of the future development of smart clothing under the premise of rapid development of technologies in various fields， and proposes that the future smart clothing design will be people-oriented under the premise of the intersection of multi-field technologies and disciplines.

Key words： intelligent safety clothing; electronic information technology; interactive technology; process design; development trend

收稿日期： 2018-07-05;

修回日期： 2019-01-10

基金項(xiàng)目： 國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（61503154）;江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目（SBY201320235）;“龍城英才計(jì)劃”第八批領(lǐng)軍人才優(yōu)先支持項(xiàng)目（2016111412）

作者簡介：? 沈雷（1963），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事智能服裝設(shè)計(jì)研究。

隨著電子信息技術(shù)及通信技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代逐漸從互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代轉(zhuǎn)移到移動網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，再演變到物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，伴隨而來的是人們獲取自然和社會關(guān)系信息的對象和方式的變化。隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來及各領(lǐng)域技術(shù)的逐漸成熟，人們越來越追求更時(shí)尚、快捷、方便、智能和人性化的功能產(chǎn)品輔助。并且隨著信息化和工業(yè)化的發(fā)展，越來越多領(lǐng)域的技術(shù)被應(yīng)用在智能服裝上，使得智能服裝由原來被動式的僅作為一種傳感器感知環(huán)境，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥馗鶕?jù)環(huán)境的變化而進(jìn)行反饋操作，或者根據(jù)預(yù)先編好的程序進(jìn)行操作的超智能服裝[1]。現(xiàn)代智能服裝正朝著功能更加多樣化、健康舒適化、科技多元化、智能材料更加創(chuàng)新化等方向發(fā)展。

1智能服裝的定義

智能服裝簡單來講就是將服裝與各領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出人們所需要的并且可以滿足人們各方面需求的服裝。它具有多學(xué)科、多領(lǐng)域技術(shù)交叉的特點(diǎn)，是電子信息技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)、仿生技術(shù)、外骨骼機(jī)器人技術(shù)、納米技術(shù)相互結(jié)合的結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)信息感知、計(jì)算和通信等功能，在保障服裝的服用性能的前提下，為用戶提供智能分析、決策支持和反饋控制[2]。

2不同領(lǐng)域技術(shù)及其在智能服裝上的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1電子信息技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，電子信息技術(shù)成為當(dāng)代社會最具影響力的科學(xué)技術(shù)，被應(yīng)用在生活的各個(gè)領(lǐng)域。智能服裝也不例外，基于電子信息技術(shù)的智能服裝近年來發(fā)展迅速。電子信息技術(shù)主要包括無線通信技術(shù)、無線體域網(wǎng)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和傳感技術(shù)等。

1）無線通信技術(shù)：無線通訊技術(shù)指通過藍(lán)牙、3G/4G網(wǎng)絡(luò)、LORA、IBeacon及NFC芯片等進(jìn)行通訊和信息傳輸?shù)囊环N方式。通過無線技術(shù)，人與人之間可以隨時(shí)隨地進(jìn)行無限交流[3]。在數(shù)據(jù)傳輸及交換的過程中不必受時(shí)間和空間的限制，結(jié)合無線通信技術(shù)的智能服裝無疑是給服裝添加了一個(gè)無線天線，使得智能服裝可以與各種設(shè)備之間進(jìn)行“交流”，用來滿足消費(fèi)者的各種需求。目前應(yīng)用此技術(shù)的主要有藍(lán)牙離開報(bào)警童裝及NFC老年人防走失毛衫等。

2）無線體域網(wǎng)技術(shù)：它是由一系列采集智能生理參數(shù)和情景信息的傳感器構(gòu)成，然后將采集到的生理數(shù)據(jù)通過無線通信技術(shù)上傳到智能終端上[4]。由采集信息的傳感器到上傳終端組成的這一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)就叫做無線局域網(wǎng)絡(luò)。目前應(yīng)用此技術(shù)的智能服裝主要是監(jiān)測心電、脈搏、溫濕度、呼吸及血氧的服裝。

3）系統(tǒng)集成技術(shù)：系統(tǒng)集成是將各個(gè)分離的模塊及功能通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成到一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一的系統(tǒng)之中，以達(dá)到資源共享、高效管理的作用[5]。系統(tǒng)集成技術(shù)主要包括模塊集成和功能集成兩方面，模塊集成是指將電子元件整合到極小的單片機(jī)中，主要依靠系統(tǒng)及封裝微型化技術(shù);而功能集成則是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通交互操作，使功能配置合理，主要依靠無線體域網(wǎng)技術(shù)。

4）傳感技術(shù)：傳感技術(shù)是智能服裝實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵，起著連接人與機(jī)的橋梁作用。傳感技術(shù)能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測心率、血壓、步數(shù)等生理數(shù)據(jù)，也能感知溫濕度、壓力和位置等環(huán)境信息的變化，還能夠?qū)崿F(xiàn)語音、手勢識別等體感交互技術(shù)功能[6]。傳感器的種類繁多，除了人們熟知的壓電傳感器、生物傳感器及溫濕度傳感器，還出現(xiàn)了越來越多的柔性傳感器。它們有著微小型化的元件，而且還具有隨意彎曲、延展、便于穿戴等特點(diǎn)。基于傳感技術(shù)的各類柔性傳感器類智能服裝也快速占領(lǐng)市場。

電子信息技術(shù)下智能服裝的發(fā)展現(xiàn)狀：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各種柔性傳感器的監(jiān)測類智能服裝迅速占領(lǐng)智能服裝市場，同時(shí)做到監(jiān)測人的體溫、心率、呼吸、脈搏等，這類服裝在智能服裝市場中占比較大。圖1是由麻省理工學(xué)院科學(xué)家研制出的可以診斷胃腸道疾病的可吞咽柔性傳感器[7]，吞食后的傳感器黏附在腸壁或胃壁上，可以用來檢測胃部的食物及胃腸道的一些疾病，對于肥胖患者來說還可以監(jiān)測到他們的食物消耗，幫助他們合理瘦身。

2.2人機(jī)多交互技術(shù)

人機(jī)多交互技術(shù)是以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)的一種與周圍環(huán)境、其他生物產(chǎn)生交互關(guān)系、語言或者行為的一種技術(shù)。一直以來用戶和可穿戴設(shè)備及移動終端的交互方式都是單一化的，信息共享程度低，難以發(fā)揮智能產(chǎn)品的功能最大化[8]。因此，為了更好地提高智能信息處理的效率與提升“以人為本”的理念，需要對信息在智能設(shè)備、用戶與移動終端間的傳輸方式進(jìn)行多交互技術(shù)研究，即所謂的多交互方式（Multi-interaction）研究。圖2為多交互方式信息共享的典型框架示意。

人機(jī)多交互技術(shù)下智能服裝的發(fā)展現(xiàn)狀：大部分的智能服裝都要涉及到人機(jī)多交互技術(shù)，基于人機(jī)多交互技術(shù)的智能服裝主要應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，主要是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳和分析，達(dá)到信息共享和數(shù)據(jù)信號反饋的功能。隨著智能服裝的發(fā)展，醫(yī)療健康開始進(jìn)軍智能服裝的領(lǐng)域，由博迪加制作的心電衣[9]，能夠做到隨時(shí)監(jiān)測人的心電并在心電異常

時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。該心電衣是將柔性傳感器嵌入到衣服中并且匹配相應(yīng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序（APP）軟件，可以實(shí)現(xiàn)對人體長時(shí)間的健康監(jiān)測，并且APP中還會形成監(jiān)測記錄，有利用人們對自己的健康情況進(jìn)行分析，同時(shí)APP還會對健康狀況進(jìn)行一個(gè)反饋，給出一些良好的建議，維護(hù)身心健康。再者，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常及血壓等不正常的特殊事件時(shí)，APP還會進(jìn)行特殊的標(biāo)記，并將心電圖數(shù)據(jù)上傳到云端，云端后臺連接有醫(yī)療機(jī)構(gòu)[10]，醫(yī)生便可根據(jù)Web端查看數(shù)據(jù)、報(bào)告，對患者情況進(jìn)行復(fù)核，并反饋給用戶所要使用的藥方，嚴(yán)重時(shí)還會提醒及時(shí)到醫(yī)院就醫(yī)。此心電衣實(shí)現(xiàn)了多交互方式的信息共享，并且連接的醫(yī)療機(jī)構(gòu)還能及時(shí)做出反饋，監(jiān)控病人的身體狀況。

2.3生物化學(xué)技術(shù)

生物化學(xué)技術(shù)主要是指一些新材料在服裝上的應(yīng)用，比如石墨烯、油墨、微膠囊技術(shù)，以及各種新型纖維等在服裝上的應(yīng)用。

1）石墨烯：石墨烯是近幾年備受歡迎的新型材料，從它一問世就受到了各領(lǐng)域的歡迎，相關(guān)研究者大多從石墨烯的制備技術(shù)、生物制造、發(fā)熱保暖加熱片、防腐涂料、大健康等領(lǐng)域進(jìn)行研究[11]。隨著石墨烯呈現(xiàn)新的特點(diǎn)與趨勢，以及低成本、高性能、規(guī)?；瘧?yīng)用技術(shù)的突破，石墨烯掀起了一場席卷全球的產(chǎn)業(yè)革命。

2）新型纖維材料：近幾年市場上出現(xiàn)了各種新型的智能纖維，比如電子智能纖維、形狀記憶纖維、相變纖維、光導(dǎo)纖維、智能變色纖維等[12]。智能變色纖維主要分為感光變色和感溫變色兩種，感光變色是隨著陽光的變化而變化，后者則隨著溫度的變化而變化，這種類型的纖維主要應(yīng)用在各種智趣性的服裝上。形狀記憶纖維主要應(yīng)用在乳膠枕上，可以快速恢復(fù)形變，并且可以治療頸椎病和改善睡眠。電子智能纖維是在電子信息技術(shù)、無線通訊技術(shù)、傳感技術(shù)等高科技交叉融合的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型纖維[13]。其中導(dǎo)電纖維被廣泛應(yīng)用于柔性傳感器中。

生物化學(xué)技術(shù)下智能服裝的發(fā)展現(xiàn)狀：生物化學(xué)技術(shù)下的智能服裝正朝著功能多樣化、材料創(chuàng)新化的方向發(fā)展，隨著紡織新材料的發(fā)展，這類服裝越來越受人們的歡迎。因?yàn)檫@種服裝沒有電子類服裝元件的各種弊端，還能滿足人體舒適性的需求。如美國諾貝爾纖維公司研發(fā)了一種智能纖維CircuiteX，可以收集人體的呼吸和心率等數(shù)據(jù)，并且可以做到24h監(jiān)控，隨時(shí)為患者提供醫(yī)療服務(wù)[14]。如圖3為日本東京大學(xué)研究的隱形衣，利用視覺偽裝而起到隱身的作用，它由回射性纖維構(gòu)成[15]。再如意大利時(shí)裝設(shè)計(jì)師馬烏羅斯·塔里阿尼研制出了一款“懶人襯衫”，它的主體材料是用形狀記憶纖維織造的，袖子長度能隨溫度變化而變化，還可根據(jù)人體的排汗?fàn)顟B(tài)改變廓形[16]。中國深圳愛裳科技有限公司利用石墨烯加熱片設(shè)計(jì)的智能恒溫外套，能夠在冬天保持溫暖。

2.4仿生技術(shù)

仿生技術(shù)是利用仿生學(xué)原理，以細(xì)胞為藍(lán)本，開發(fā)出向生物體的多功能靠近、功能上接近甚至超過生物體組織的材料[17]。仿生是一種模仿，通過模仿生物等其他東西來實(shí)現(xiàn)為人類社會服務(wù)。

仿生技術(shù)的智能服裝發(fā)展現(xiàn)狀：仿生技術(shù)的智能服裝在生活中出現(xiàn)的還比較多，而且大部分應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，發(fā)揮了很大的功能作用。仿生技術(shù)為智能服裝新材料的開發(fā)和設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)思路，促進(jìn)了生物技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。如科學(xué)家模仿荷葉的自清潔現(xiàn)象開發(fā)了自清潔服裝，通過研究蜘蛛絲開發(fā)了用于防彈衣中的“生物鋼”。如圖4為倫敦的設(shè)計(jì)師仿造海葵的形狀及特征，發(fā)明的一個(gè)置于人體兩側(cè)肩部的可穿戴設(shè)備Ripple[18]。當(dāng)Ripple捕捉到對用戶投來關(guān)注或感興趣的目光時(shí)，便會像海葵一樣抖動它的觸須來提醒用戶，而當(dāng)用戶遇到喜歡或者感興趣的人時(shí)，Ripple便會輕輕拍打用戶的胸膛提醒用戶的注意。

2.53D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)即快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。3D打印的服裝一般采用重力鑄造的創(chuàng)新技術(shù)，通過3D打印模具進(jìn)行打印[19]。

3D打印技術(shù)下的智能服裝發(fā)展現(xiàn)狀：3D打印服裝近年來發(fā)展迅速并且越來越受到人們的歡迎，它降低了定制的成本，為快時(shí)尚品牌做出了很大的貢獻(xiàn)，并且?guī)椭M(fèi)者以更少的成本定制個(gè)性化服裝，符合當(dāng)今快時(shí)尚的個(gè)性定制需求。如圖5為3D打印的蜂巢服裝，它是利用一些親膚、防水、有彈性的硅膠貼片進(jìn)行打印[20]，并且它們使用的材料一般都是BioFila Silk的可生物降解的3D打印絲材。這種材料既環(huán)保又可再生，而且持久性好。3D打印的服裝也逐漸進(jìn)入人們的視野，隨著3D掃描技術(shù)的出現(xiàn)，可以很方便地為客人量體裁衣，減少了材料的浪費(fèi)。

2.6納米技術(shù)

納米技術(shù)是制備智能服裝材料較為常用的技術(shù)，主要是將納米粒子添加到織物中或在織物表面涂覆納米粒子[21]，經(jīng)過納米技術(shù)處理的服裝材料在防水、防油、防紫外線、抗菌及抗靜電等方面都有較大改善。

納米技術(shù)下的智能服裝發(fā)展現(xiàn)狀：人們一直在探索通過納米技術(shù)制備新的紡織品和材料。目前，Nanotex等公司研究的納米織物技術(shù)[22]，主要是在保證服裝舒適性的前提下，在傳統(tǒng)織物上添加納米級涂層，賦予織物更多的功能，使織物可以達(dá)到防水、防輻射及監(jiān)測霧霾或者監(jiān)測污染氣體的功能。

2.7AR技術(shù)

AR（Augmented Reality）是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，利用這種技術(shù)，可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級人機(jī)界面。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且還能夠突破空間、時(shí)間及其他客觀限制，感受到在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。

AR技術(shù)下的智能服裝發(fā)展現(xiàn)狀：AR技術(shù)主要是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，讓用戶以更自然和人性化的方式進(jìn)行身臨其境的互動體驗(yàn)。該技術(shù)在產(chǎn)生之時(shí)主要是運(yùn)用在游戲等娛樂活動的真實(shí)體驗(yàn)上，后來逐漸擴(kuò)展到智能服裝。CaptoGlove公司研究推出了CaptoGlove手套[23]，它是將Flexpoint柔性彎曲傳感器集成在可清洗、透氣的紡織材料手套上，便可實(shí)現(xiàn)自動檢測手部和手指的移動狀態(tài)，從而建立起PC端和智能手機(jī)的聯(lián)系，進(jìn)行無縫協(xié)作。它的出現(xiàn)可以為身臨其境的體驗(yàn)者帶來更加全新的現(xiàn)實(shí)感，增強(qiáng)真實(shí)互動。

2.8機(jī)器人外骨骼技術(shù)

機(jī)器人外骨骼技術(shù)是融合傳感、控制、信息、融合、移動計(jì)算，為操作者提供一種可穿戴的機(jī)械結(jié)構(gòu)的綜合技術(shù)。一般是指套在人體外面的機(jī)器人，也稱“可穿戴的機(jī)器人”。這種機(jī)器人一般是由無線LAN（局域網(wǎng)）系統(tǒng)、電池組、電機(jī)及減速器、傳感器（地板反應(yīng)力傳感器、表面肌電傳感器、角度傳感器）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，動力傳動采用電機(jī)-減速器-外骨骼機(jī)構(gòu)的方法，能夠根據(jù)人體的動作意愿自動調(diào)整裝置的助力大小。

機(jī)器人外骨骼技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀：機(jī)器人外骨骼技術(shù)主要面向高齡護(hù)理、殘疾人輔助、消防及警察等危險(xiǎn)作業(yè)的用途，并且加強(qiáng)運(yùn)動娛樂用途市場的開發(fā)力度，將針對各種用途進(jìn)行HAL的設(shè)計(jì)生產(chǎn)。如圖6為中國電子科技大學(xué)機(jī)器人研究中心研發(fā)的第四代外骨骼機(jī)器人，采用航空鋁材料，高約1m、質(zhì)量約23kg，從上至下有6個(gè)關(guān)節(jié)、7個(gè)傳感器。使用者穿戴時(shí)，通過胸部、腹部、腿部的綁帶將其穿在身上，并將一雙拐杖套在雙臂上。當(dāng)行動時(shí)，腰部傳感器通過測試使用者的上肢傾斜度、傾斜加速度感知人體運(yùn)動意圖，把信息傳遞給計(jì)算機(jī)，然后通過控制模塊向機(jī)器人傳達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)電驅(qū)關(guān)節(jié)、智能鞋、腰部支撐及綁縛附件的運(yùn)轉(zhuǎn)，輔助使用者行動。在向前邁步時(shí)，使用者的腿、腳被電驅(qū)關(guān)節(jié)，智能鞋緩緩抬起，拐杖及時(shí)配合完成行走動作。機(jī)器人外骨骼技術(shù)正在逐步進(jìn)入人們的生活，相信在不久的將來截癱患者穿上外骨骼機(jī)器人便可自如行走。

3智能服裝存在的問題

智能服裝雖然問世已久，并且發(fā)展也非常迅速，但還是存在各種各樣的問題。

1）安全性問題：隨著智能服裝的發(fā)展，越來越多的智能服裝出現(xiàn)在人們的生活中，隨之而來的也出現(xiàn)了許多弊端和安全性問題。比如電子類智能服裝存在著漏電及輻射問題，保暖加熱服裝存在著溫度過高燒傷人體，近場通訊技術(shù)存在著信息泄露等問題，使得人們對于智能服裝的信任越來越低。所以設(shè)計(jì)者在今后應(yīng)該更加注意安全性問題，保護(hù)每一位智能服裝用戶。

2）實(shí)用性能問題：隨著科技的發(fā)展，人們對智能服裝的要求越來越高，越來越多的智能纖維或者元件被添加在衣服上，較少能夠做到保持人體的舒適性及耐洗滌性。智能元素被過度利用，產(chǎn)品功能被過分夸大，有的產(chǎn)品極大地傷害了人體，不能保證熱濕舒適性和內(nèi)外環(huán)境差等問題，缺乏對產(chǎn)品服用性能的考慮;很多智能服裝也不能滿足洗滌性的需求，服用性差。

3）工藝結(jié)合問題：智能服裝從一發(fā)展就存在工藝結(jié)合問題，包括各種智能纖維與服裝的結(jié)合，智能元件和服裝的結(jié)合。特別是智能元件的結(jié)合顯得尤為困難，很難做到在保持人體舒適性的前提下，做到功能完善及外形美觀。

4）節(jié)能環(huán)保問題：因?yàn)槟壳爸悄芊b還在發(fā)展階段，很難做到盡善盡美，也存在著資源浪費(fèi)，無法可持續(xù)性的問題。比如一些智能元件存在著成本高、功耗大，要隨時(shí)充電的弊端，造成了大量的資源浪費(fèi)。還有一些元件壽命短，再利用性不強(qiáng)，還會造成環(huán)境污染，所以這也是亟需設(shè)計(jì)師解決的問題。

5）材料選擇問題：因?yàn)槟壳皩Ω呖萍技夹g(shù)的掌握不佳，導(dǎo)致很多產(chǎn)品徒有其表，真正的功能無法實(shí)現(xiàn)，有的材料壽命不長，使用一兩次就不能再使用。還有一些材料比較硬，不能滿足人體舒適性的需求。

針對這些問題，可以采取以下措施（可實(shí)行的措施）：在可持續(xù)設(shè)計(jì)的理念下，突破原有的設(shè)計(jì)模式，充分掌握新材料、新技術(shù)的研究成果，在保證人體舒適性和美觀度的前提下，將各領(lǐng)域技術(shù)交叉融合使用。關(guān)注最前沿的科技，并熟練掌握智能材料測試技術(shù)、材料再集成技術(shù)及服裝制版工藝技術(shù)，更好地解決智能服裝各方面的問題，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域技術(shù)的融合創(chuàng)新，提高自己各方面的綜合能力。具體來說，在選擇元件時(shí)要首先控制輻射在人體可接受范圍內(nèi)，用一些軟性材料包裹電線防止漏電，設(shè)置溫度時(shí)盡量保持在中間溫度。盡可能使用一些柔性材料，保證人體舒適性，對于不能防水的元件可以設(shè)計(jì)成可拆卸的服裝工藝，盡可能做到節(jié)能環(huán)保。

4智能服裝未來發(fā)展的方向和趨勢

4.1未來發(fā)展方向

根據(jù)大數(shù)據(jù)顯示智能安全服飾已經(jīng)占據(jù)市場規(guī)模的83%[24]。智能安全服裝主要是從五個(gè)方面進(jìn)行發(fā)展：一是開發(fā)智能纖維;二是利用混紡、交織和嵌入方法;三是通過后整理加工;四是應(yīng)用特定的組織結(jié)構(gòu);五是通過電子信息等前沿技術(shù)制造智能電子元件，使電子元件做到功能更加齊全、更輕薄、體積更小、功耗低，以及更加柔性、可洗滌性。未來智能服裝的發(fā)展方向必將是在各領(lǐng)域技術(shù)交叉融合的前提下劃分為四個(gè)方向：體征檢測方向、安全防護(hù)方向、熱舒適性提升方向及智能變幻方向。

4.1.1體征監(jiān)測方向（柔性傳感器）

體征監(jiān)測系列主要是針對用戶進(jìn)行心率、心電圖、血氧、體脂、呼吸、脈搏、溫度、濕度及壓力、脈搏、步數(shù)等的檢測，對于運(yùn)動者來說有助于用戶時(shí)刻了解自己的身體狀況，記錄分析用戶的運(yùn)動數(shù)據(jù)，提高鍛練效果。對于老年人或者處于疾病的用戶來說有助于隨時(shí)監(jiān)測健康數(shù)據(jù)，提供飲食建議，具有保健、預(yù)防及防治疾病等的功能。如圖7為聯(lián)想開發(fā)的SmartVest智能心電衣，產(chǎn)品內(nèi)置了大量的傳感器，也是全球首款12導(dǎo)聯(lián)（目前大部分醫(yī)院使用的心電圖都為12導(dǎo)聯(lián)）的醫(yī)療可穿戴設(shè)備。這件智能衣可以對心臟進(jìn)行360°掃描，持續(xù)續(xù)航可以達(dá)到2周的時(shí)間，并且能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶12導(dǎo)聯(lián)的心電圖[25]，還能夠提供心率、血氧、呼吸、脈搏及溫濕度等數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶穿著時(shí)便可隨時(shí)測量得到數(shù)據(jù)，并且通過匹配的手機(jī)APP可以隨時(shí)掌握身體狀況，為健身者提供訓(xùn)練方案及身體狀況分析，在身體出現(xiàn)異常時(shí)APP還會發(fā)出警報(bào)提醒用戶。對于服用性來說，此心電衣可以水洗，不會影響功能并且符合人體工學(xué)，滿足人體舒適性。未來的體征監(jiān)測方向的服裝將朝著元件更加柔性化、結(jié)合工藝更加舒適性、功能更加多樣性、數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確性方向發(fā)展。

4.1.2安全防護(hù)方向

安全防護(hù)類服裝針對的群體主要是兒童、老年人、殘疾人及一些特殊行業(yè)的從業(yè)者，根據(jù)特定的要求對用戶進(jìn)行安全防護(hù)。比如近年來李寧推出的GPS定位芯片智能運(yùn)動鞋，還有江南大學(xué)研究的藍(lán)牙離開定位報(bào)警童裝及尿濕感應(yīng)兒童內(nèi)褲，在市場上都獲得了廣泛的推廣。如圖8是沈雷等[26]研究的定位防狼禮服，主要是運(yùn)用NFC芯片匹配對應(yīng)的APP。當(dāng)女性在晚上或者無人的地方發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，可將手機(jī)靠近腰部嵌入的NFC芯片即可實(shí)現(xiàn)報(bào)警并將女子的位置信息發(fā)送到預(yù)先存儲在APP里的緊急聯(lián)系人手機(jī)上，提醒親人根據(jù)位置定位找到受害者，防止意外事故的發(fā)生，確保人身安全。未來的安全防護(hù)性服裝將朝著信息更加安全化、數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)、反應(yīng)更加快速等方向發(fā)展。

4.1.3熱舒適性提升方向

熱舒適性提升方向主要包括利用石墨烯等新材料做成的恒溫服裝，有發(fā)熱理療保暖服、“空調(diào)”服[27]、變色服等，其中發(fā)熱理療服主要針對用戶在寒冷的冬天及炎熱的夏天可以保持恒溫狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼。這類服裝在保暖的基礎(chǔ)上還可以實(shí)現(xiàn)理療的功效，比如促進(jìn)血液循環(huán)、新陳代謝等。如圖9為Lesitsmart研究出的智能恒溫衣[28]，能解決傳統(tǒng)服裝薄而不暖的問題，讓穿衣有風(fēng)度又有溫度，還可以匹配APP遠(yuǎn)程操控，輸入想要的溫度，衣服內(nèi)部會自動調(diào)節(jié)到該溫度并保持在恒溫狀態(tài)。未來的熱舒適性服裝將朝著服裝更具安全性、溫度更具舒適性、結(jié)合工藝更加多樣性、服裝更加時(shí)尚化方向發(fā)展。

4.1.4智能變幻方向

智能變幻方向的智能服裝主要與生活中某些行為相結(jié)合，解放雙手、方便人們的生活或帶來一種獨(dú)特的生活體驗(yàn)方式或增加趣味性。如圖10為深圳智裳科技有限公司推出的發(fā)光變色智能衣[29]，通過APP自動調(diào)節(jié)裙子的顏色，滿足人們對于顏色的需求。美國牛仔品牌李維斯（Levi’s）推出的音樂外套——Project Jacquard夾克可能是智能服裝中的佼佼者[30]，它使人們解放了雙手，直接通過按一下袖口，就可以實(shí)現(xiàn)聽音樂、接聽電話及控制智能手機(jī)。這極大地方便了人們的生活，后續(xù)開發(fā)者還可通過整合資源優(yōu)化配置，讓夾克袖口實(shí)現(xiàn)更多功能，這是一件非常有趣的智能產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的實(shí)用性和智趣性都比較高，有助于提高人們對于生活高品質(zhì)的追求，使其成為用戶生活中精彩而重要的一部分。未來的智能變幻類服裝將朝著顏色更加多樣性、款式更加多變性、服裝更加絢麗多彩，以及能夠跟隨環(huán)境而發(fā)生變化的方向發(fā)展。

4.2未來發(fā)展趨勢

未來智能服裝的發(fā)展趨勢將由僅作為某種傳感裝置感知服裝微環(huán)境和外界環(huán)境載體的被動式智能服裝發(fā)展為主動式智能服裝，使得智能服裝不僅可以感知穿戴者服裝微環(huán)境和周圍環(huán)境，而且還能夠利用執(zhí)行器做一定的操作。進(jìn)而再發(fā)展成為能夠根據(jù)服裝微環(huán)境和外界環(huán)境的變化智能地采取一些操作并做出反饋，或者執(zhí)行預(yù)先在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)編好操作程序的超智能服裝。未來的智能服裝將是各領(lǐng)域技術(shù)互相融合的產(chǎn)物，將具備更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5結(jié)語

本文通過研究國內(nèi)外各領(lǐng)域技術(shù)與在各領(lǐng)域技術(shù)下智能服裝的發(fā)展現(xiàn)狀，分析得出了在高科技的發(fā)展下智能服裝在五個(gè)方面存在的不足，并且提出智能服裝未來發(fā)展的四個(gè)方向。在堅(jiān)持現(xiàn)代科技和工藝技術(shù)的結(jié)合下，加強(qiáng)多領(lǐng)域?qū)W科間的融合發(fā)展，以自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為核心，從而提升中國服裝安全設(shè)計(jì)的國際競爭力。

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