智能首飾的模塊化設(shè)計(jì)研究

張蓓蓓

摘要：為新舊行業(yè)交融，提供跨界合作的便捷模式。從研究模塊化設(shè)計(jì)和智能首飾相關(guān)理論著手，通過梳理智能首飾發(fā)展情況，分析智能首飾存在的問題。引入模塊化設(shè)計(jì)概念，結(jié)合智能首飾設(shè)計(jì)要素，總結(jié)智能首飾模塊化設(shè)計(jì)的方向和流程。智能首飾與智能家居結(jié)合。該方法在保留首飾人文情懷的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)提升智能首飾設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)的附加值和擴(kuò)大市場范圍的目的。

關(guān)鍵詞：智能首飾 模塊化 智能家電 跨界合作 裝飾

中圖分類號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2021）02-0026-03

引言

智能首飾屬于傳統(tǒng)首飾行業(yè)和新興智能可穿戴行業(yè)的新老產(chǎn)業(yè)聯(lián)合產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)范疇，它是在傳統(tǒng)首飾的裝飾性基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新性功能拓展，通過芯片、傳感器、操作系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)【1】，實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的監(jiān)測、分析和反饋。智能首飾作為智能可穿帶設(shè)備的一個(gè)發(fā)展方向，將人文特點(diǎn)、情感特征、裝飾性、科技性等融合在一起【2】，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代的交叉產(chǎn)物，是不同行業(yè)的跨界合作領(lǐng)域。

一、智能首飾的發(fā)展情況分析

在人們生活水平的提高以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展下，智能可穿戴設(shè)備被追求科技感的消費(fèi)群體所推崇。在智能可穿戴產(chǎn)品擴(kuò)大市場過程中，市場細(xì)分成為發(fā)展趨勢，產(chǎn)品外觀成為智能可穿戴設(shè)備著重考慮的一個(gè)問題。因此，互聯(lián)網(wǎng)科技公司、珠寶首飾設(shè)計(jì)公司、服裝設(shè)計(jì)公司等展開跨界合作，來開拓新的發(fā)展方向。國內(nèi)的周大福珠寶、國外的MickaelKors，KateSpade等時(shí)尚品牌公司根據(jù)女性市場需求分別推出了不同側(cè)重點(diǎn)的智能首飾?？萍籍a(chǎn)品的消費(fèi)者范圍從男性群體拓展延伸至女性群體，使更多的人通過智能首飾了解科技，感受科技帶給生活的便捷。智能首飾將藝術(shù)要素與科技要素融合在一起，促成傳統(tǒng)與現(xiàn)代的美妙邂逅。

（一）功能分析

目前智能首飾除了滿足美觀裝飾的傳統(tǒng)作用外，結(jié)合各類芯片實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)首飾無法實(shí)現(xiàn)的一些功能，為首飾帶來的科技附加值。例如，法國智能家居Netatmo公司的JuneUV手環(huán)具有檢測紫外線功能。2015年，Bellabea公司推出旗下首款具有監(jiān)測用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、睡眠狀況等功能的智能飾品BellabeaLeaf。中意混血的Totwoo智能首飾品牌推出的吊墜可以根據(jù)服裝搭配來進(jìn)行首飾色彩選擇的功能，情侶互動(dòng)功能，紫外線監(jiān)控功能，久坐提醒功能，以及通過手機(jī)APP完成的各類星座、運(yùn)勢等提醒功能。

通過各類智能首飾的功能匯總與分析，發(fā)現(xiàn)智能首飾主要是通過手機(jī)完成各類設(shè)定和交互，來實(shí)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)延伸功能、醫(yī)療運(yùn)動(dòng)健康監(jiān)控功能和娛樂功能等。

（二）技術(shù)分析

智能首飾在技術(shù)方面大多依托于智能穿戴設(shè)備的一些通用技術(shù)，例如智能操作系統(tǒng)、芯片和傳感器技術(shù)、電池、材料和人機(jī)交互技術(shù)等【3】。隨著智能首飾行業(yè)的成熟，適應(yīng)首飾特點(diǎn)的各類技術(shù)逐漸開發(fā)和應(yīng)用。

智能首飾的心臟是各種不同功能的主控芯片和附加芯片組合而成。常用芯片包括SOC、MCU、GPS、RF等，由于智能首飾體積較小，電池各方面性能受限，因此智能首飾一般會(huì)選擇低功耗的基于簡單指令集的芯片，傳感器與芯片一樣重要。智能首飾根據(jù)使用目的不同，傳感器使用最多的是實(shí)現(xiàn)計(jì)步功能的運(yùn)動(dòng)傳感器，可檢測體溫、腦波等的生物傳感器和用于檢測外界溫度、濕度以及紫外線等的環(huán)境傳感器等【4】。

在操作系統(tǒng)方面，智能首飾的部分應(yīng)用功能是借助于IOS、Android等操作系統(tǒng)通過手機(jī)APP來完成。技術(shù)支撐強(qiáng)大的產(chǎn)品也會(huì)根據(jù)產(chǎn)品研發(fā)使用自己的操作系統(tǒng)。例如，2014年，谷歌從用戶使用角度出發(fā)，為智能手表量身定制AndroidWear操作系統(tǒng)平臺(tái)。當(dāng)行業(yè)市場成熟后，會(huì)有更多的定制系統(tǒng)為智能首飾服務(wù)，來優(yōu)化用戶的使用過程。

目前智能首飾在通信技術(shù)上，多采用間接聯(lián)網(wǎng)和直接聯(lián)網(wǎng)兩種形式。直接聯(lián)網(wǎng)的智能首飾是通過內(nèi)置的CDMA、WiFi、GPRS等移動(dòng)通信芯片與網(wǎng)絡(luò)完成連接。間接聯(lián)網(wǎng)的智能首飾一般利用藍(lán)牙等，通過手機(jī)端APP輔助智能首飾實(shí)現(xiàn)部分功能。

（三）存在問題

1.外觀方面

智能首飾因芯片和電池體積等技術(shù)因素的制約，在外觀上，不同于傳統(tǒng)首飾設(shè)計(jì)那么自由，珠寶特性少，外觀設(shè)計(jì)不如傳統(tǒng)首飾豐富，目前智能首飾大多集中在手環(huán)、胸針、發(fā)飾以及體積較大的吊墜等幾類款式類別。減小芯片與傳感器等技術(shù)元件的體積，讓智能首飾的外觀設(shè)計(jì)起來更加隨意和多樣，在滿足用戶對智能首飾的外觀需求后，才可進(jìn)一步感受智能帶來的使用附加值。

2.市場方面

目前智能首飾因技術(shù)和生產(chǎn)等多方面因素制約，批量化生產(chǎn)的成品并不多。還有一些功能產(chǎn)品處于概念階段，導(dǎo)致目標(biāo)市場范圍較小。加之智能首飾功能深度不夠，不是人們生活必需品，人們對其沒有強(qiáng)烈的使用欲望。因此，人們對智能首飾的關(guān)注度較低，導(dǎo)致產(chǎn)品目標(biāo)消費(fèi)人群范圍狹小。根據(jù)市場交叉原則，可以深入研究傳統(tǒng)首飾與智能產(chǎn)品的交叉消費(fèi)群體，將智能首飾的潛在消費(fèi)群體進(jìn)行細(xì)分，研究其消費(fèi)特點(diǎn)和喜好，以點(diǎn)帶面擴(kuò)大市場。

3.技術(shù)方面

在電池方面，智能首飾產(chǎn)品采用了無線充電QI技術(shù)。但由于首飾產(chǎn)品本身體積較小，留給電池的位置相應(yīng)較小，保持頻繁的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)互通可能會(huì)引起智能首飾續(xù)航時(shí)間短等問題。電池容量、充電方式等都會(huì)影響外觀設(shè)計(jì)及使用效果。因此，電池的性能也是制約智能首飾發(fā)展的一個(gè)因素。

智能首飾在技術(shù)方面還存在不能完全輸出有效的數(shù)據(jù)，交互信息接收延時(shí)，電池蓄電時(shí)間較短，依賴APP的功能過多，容易成為手機(jī)附屬品等問題。這些問題容易讓用戶在使用過程中出現(xiàn)分心的情況。在提高硬件設(shè)備和技術(shù)性能的兼容性和敏感度的同時(shí)，改進(jìn)交互模式，完善數(shù)據(jù)管理，并進(jìn)行有效的上傳、分析，以此為用戶提供舒心體驗(yàn)。

4.安全性方面

智能首飾在具有便攜性、私人性、網(wǎng)絡(luò)性等特點(diǎn)的同時(shí)，很多用戶會(huì)對產(chǎn)品的信息安全隱患產(chǎn)生顧慮和擔(dān)心。隱私保護(hù)是網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品所面臨的普遍問題【5】。因此，提高智能首飾的網(wǎng)絡(luò)安全性和保護(hù)數(shù)據(jù)信息等隱私，便于促成消費(fèi)者對智能首飾的認(rèn)可。

二、智能首飾模塊化設(shè)計(jì)的概念

模塊作為組成上一層系統(tǒng)的單元，具有可組合、可替換、可變型等特點(diǎn)【6】。模塊化設(shè)計(jì)理念適合各類需配置設(shè)計(jì)生產(chǎn)的領(lǐng)域。智能首飾模塊化按層次劃分為芯片模塊、操作系統(tǒng)模塊、供電系統(tǒng)模塊、材料模塊、首飾構(gòu)件模塊等;按通用性劃分為材料及構(gòu)件專用模塊，來滿足人們在裝飾性和功能性方面的特定需求，以及被不同產(chǎn)品所采用，但其尺寸、形狀或特性等完全一樣的內(nèi)部操作技術(shù)通用模塊。智能首飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入模塊化理念，可以解決裝配問題、通用性問題以及多樣性等問題。不同設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用模塊化的方法和步驟也有所不同。

三、智能首飾模塊化設(shè)計(jì)的意義

（一）實(shí)現(xiàn)智能首飾的雙重作用

用戶選擇智能首飾產(chǎn)品，首先看重的是首飾性能，其次是智能的特殊屬性。因此，在完善智能硬件技術(shù)的同時(shí)，設(shè)計(jì)師不能忽視智能首飾的外觀。但在智能首飾的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，技術(shù)與藝術(shù)是相互限定的兩個(gè)因素。不同用戶在滿足裝飾性需求后，對智能的需要各不相同，打造時(shí)尚美觀且滿足不同功能需求是智能首飾未來研究的趨勢。智能首飾的模塊化設(shè)計(jì)方便用戶在裝飾性和智能性的結(jié)合度上進(jìn)行自定義選擇，更好地實(shí)現(xiàn)智能首飾的雙重作用。模塊化設(shè)計(jì)不是限制創(chuàng)意，而是提供一種操作方便和易行的流程思路，來更好地實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)意。

（二）增強(qiáng)跨界合作的可行性

智能首飾不僅是新、老行業(yè)的交融，更是多專業(yè)交叉的領(lǐng)域。傳統(tǒng)首飾的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售需要原料資源與采購、毛坯加工、首飾設(shè)計(jì)及加工、店面銷售等環(huán)節(jié)7。智能首飾的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售在傳統(tǒng)首飾的生產(chǎn)基礎(chǔ)上還涉及到包括芯片、電池、構(gòu)件組裝、數(shù)據(jù)分析、混合銷售模式等環(huán)節(jié)和因素，傳統(tǒng)首飾的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售模式已無法適應(yīng)智能首飾，因此需要大量傳統(tǒng)首飾以外的行業(yè)加入。不同行業(yè)可以作為模塊存在，并且開發(fā)、生產(chǎn)模塊化的部件，形成跨界合作的便捷模式。

（三）擴(kuò)大首飾消費(fèi)市場

需求決定消費(fèi)。不同的需求方向，會(huì)產(chǎn)生不同的消費(fèi)市場。智能首飾因其智能而不同于傳統(tǒng)首飾。隨著芯片、傳感器等技術(shù)的發(fā)展，首飾可以結(jié)合的智能功能越來越多。分析智能首飾的消費(fèi)人群可分為三類。第一類是首飾的追捧者，此類消費(fèi)者對于首飾款式的要求較高，首飾品類使用豐富，并且將首飾作為服裝搭配的必需品，首飾使用頻率較高。第二類消費(fèi)群體是對智能產(chǎn)品的興趣度較高，熱衷嘗試各類新技術(shù)。第三類智能首飾的隱性消費(fèi)人群，他們對首飾的消費(fèi)欲望不強(qiáng)，但是樂于使用智能產(chǎn)品，例如智能家居等產(chǎn)品。此類人群對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的認(rèn)知度較高，樂于接受各類使用性較強(qiáng)的智能產(chǎn)品。由此可以看出，智能首飾需要開發(fā)不同市場需求，精準(zhǔn)定位，強(qiáng)化核心功能，從用戶體驗(yàn)角度出發(fā)，提高用戶對產(chǎn)品的使用率。面對不同方向的需求，模塊化設(shè)計(jì)方式更容易滿足多樣性需求。

四、智能首飾模塊化設(shè)計(jì)的方法

模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用到智能首飾設(shè)計(jì)中主要是指將智能首飾中設(shè)計(jì)過程、組裝規(guī)范、銷售與用戶再設(shè)計(jì)等方面建立通用模塊，方便設(shè)計(jì)出低成本、高質(zhì)量、功能多樣化的，適合個(gè)性需求的智能首飾產(chǎn)品。智能首飾的設(shè)計(jì)模塊可分為裝飾件模塊、智能芯片組合件模塊、材料模塊等幾大類。每一大類下，根據(jù)用途再分二級(jí)模塊。每一個(gè)模塊猶如積木一樣，根據(jù)用戶需求去研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，然后組裝。

智能首飾的模塊化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)過程，智能首飾模塊化設(shè)計(jì)過程和基于模塊的訂單智能首飾設(shè)計(jì)過程。前者是設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，后者是銷售與用戶再設(shè)計(jì)過程。

智能首飾模塊化設(shè)計(jì)過程主要是各類設(shè)計(jì)師、工藝師、計(jì)算機(jī)工程師、交互設(shè)計(jì)師等交叉合作的過程。這一過程將已有智能首飾模塊化中已經(jīng)相對成熟的消費(fèi)者市場、傳統(tǒng)首飾生產(chǎn)部件規(guī)?；r形以及相對穩(wěn)定的系列化產(chǎn)品功能三方面，與未來智能首飾模塊化平臺(tái)中的市場細(xì)分、功能原理及模塊的系列化規(guī)劃、適應(yīng)不同消費(fèi)人群的設(shè)計(jì)方案規(guī)劃以及功能和訂單模塊化四大部分結(jié)合，通過模塊化設(shè)計(jì)理念，完善智能首飾各組成部分的通用性，來解決智能首飾這個(gè)新老專業(yè)所面臨的首飾部件模塊化設(shè)計(jì)、模塊接口設(shè)計(jì)等四大核心內(nèi)容，如圖1。

核心問題的解決可以弱化跨界合作的限制。智能首飾模塊化產(chǎn)品就會(huì)隨之?dāng)U大。在原有的單純性設(shè)計(jì)加工模塊化平臺(tái)基礎(chǔ)上，拓展家電組合模塊和用戶配置模塊化兩個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行嘗試，來實(shí)現(xiàn)智能首飾設(shè)計(jì)加工、用戶配置等方面的隨意搭配。

智能首飾模塊化設(shè)計(jì)還可以延伸到智能首飾用戶平臺(tái)，即基于模塊的訂單智能首飾設(shè)計(jì)過程。智能首飾模塊化設(shè)計(jì)后形成的各類通用結(jié)構(gòu)模塊、模塊和接口特征間的關(guān)系集合，可以為用戶自行開展模塊化功能選擇提供系統(tǒng)的支撐，解決用戶多樣性需求。以智能戒指為例，用戶可以在定制平臺(tái)系統(tǒng)下根據(jù)不同模塊提供的參數(shù)選擇適合自己的指徑、主石類型、戒指設(shè)計(jì)元素、戒圈材質(zhì)與樣式、配石數(shù)量、寶石鑲嵌工藝以及首飾與芯片的接口方式等來進(jìn)行智能首飾的個(gè)性化設(shè)計(jì)。基于模塊的訂單首飾設(shè)計(jì)是銷售模式的改變，也有利于挖掘潛在用戶，增加用戶的參與度。例如耐克的在線設(shè)計(jì)與訂制平臺(tái)，見圖2。

五、智能首飾的模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和芯片技術(shù)等發(fā)展推動(dòng)下，智能首飾的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前需要解決的是如何將首飾原本的珠寶屬性、情感屬性保留的同時(shí)，通過模塊化的方式與智能產(chǎn)品結(jié)合，使用戶在擁有首飾裝飾作用的同時(shí)感受到智能生活的便捷性。

（一）智能首飾在智能家居中的應(yīng)用領(lǐng)域

智能家居是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及平臺(tái)將家用電器與網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能、便捷的居住環(huán)境【8】。根據(jù)智能首飾的自身設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在與智能家居結(jié)合時(shí)，可以從智能家居的核心之一家庭自動(dòng)化方面切入【9】。家庭自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要是由中央微處理機(jī)（CPU）將接收的相關(guān)智能家電處理的信息（如光線變化、聲音變化、溫度變化、位置變化等）以程序編輯后發(fā)送給其他智能家電產(chǎn)品，生成操作結(jié)果。用戶可以通過智能產(chǎn)品的鍵盤、觸摸式屏幕、遙控器或者手機(jī)、電腦等多種界面的不同交互形式來控制家中的電器產(chǎn)品，使用者可以通過這些界面實(shí)現(xiàn)與中央微處理器的訊號(hào)發(fā)送和接受。在提高智能首飾的剛性需求過程中，可以將智能首飾的功能延伸至與微處理器連接的控制界面，融入智能家居中。根據(jù)首飾外觀特征、使用特點(diǎn)以及可實(shí)現(xiàn)的交互方式，結(jié)合智能家居的發(fā)展方向，將兩者結(jié)合分為可行性結(jié)合方向與無意義結(jié)合方向，如圖3。智能首飾與智能家居結(jié)合過程中，由于首飾體積等的局限性，在保留首飾裝飾性基本特征同時(shí)，主要是以智能家居的外部輸入部件為切入點(diǎn)研究其結(jié)合方式。

（二）設(shè)計(jì)案例

隨著汽車時(shí)代的到來，汽車產(chǎn)品成為家庭必備，女性司機(jī)也越來越多。出門后發(fā)現(xiàn)忘記帶車鑰匙，或者在裝滿物品的手包里翻找車鑰

匙等場景經(jīng)常出現(xiàn)在女性有車族的生活中。在考慮隱藏內(nèi)部的電子元件對首飾材料選擇的要求，以及芯片體積對首飾外觀的限制等問題【10】，利用智能首飾模塊化設(shè)計(jì)方法，結(jié)合汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一款“揚(yáng)帆啟程”智能胸針，實(shí)現(xiàn)無需車鑰匙，也可開車、鎖車、駕車行駛的智能體驗(yàn)。以此來解決忘記攜帶車鑰匙等因?yàn)橛洃涍z忘帶來的生活中的尷尬。

該設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)胸針與汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)PKE（PassiveKeylessEntry）相結(jié)合。將智能胸針作為一個(gè)獨(dú)立的輸入設(shè)備，不借助第三方，直接與汽車進(jìn)行交互，這樣可以減少智能胸針的使用限制條件，提高胸針的使用效率。

此智能胸針采用優(yōu)雅干凈的曲線曲面造型，采用上、中、下三部件組合，并使用黑白裝飾線條增加其層次感。因考慮到內(nèi)嵌元件的形狀、尺寸和電池問題，將胸針最下部方形裝飾件中置入利用RFID無線射頻技術(shù)的應(yīng)答器，使胸針和無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)融合在一起。該設(shè)計(jì)操作方式簡單，只需胸針戴在身上即可。當(dāng)佩戴智能胸針的用戶接近已配對私家車處于指定范圍內(nèi)，或碰觸車門，就可以在無鑰匙狀態(tài)下完成開啟或者關(guān)閉車門行為。車主佩戴胸針進(jìn)入車內(nèi)，智能鑰匙中的信息卡會(huì)被汽車檢測系統(tǒng)識(shí)別，汽車操控系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。這時(shí)，佩戴胸針的用戶只需按動(dòng)車內(nèi)的啟動(dòng)鍵，即可發(fā)動(dòng)汽車。智能胸針中的芯片在一定的識(shí)別范圍內(nèi)，都可以保證系統(tǒng)正確識(shí)別駕駛者，準(zhǔn)確完成離車自鎖、靠近解鎖、自動(dòng)升窗、鎖車提示等工作過程，車主使用起來會(huì)更加便利和安全，見圖4。

此智能胸針采用模塊化組合設(shè)計(jì)方法，胸針的上、中、下這三部件是模塊化設(shè)計(jì)的一款標(biāo)準(zhǔn)空間結(jié)構(gòu)體現(xiàn)，后期可以根據(jù)用戶需要，將三部分分別嵌入不同的功能元件，來實(shí)現(xiàn)定位、解鎖等不同功能，輕松、快捷的完成智能首飾的配置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能首飾模塊化設(shè)計(jì)的意義。

結(jié)語

智能首飾不會(huì)取代傳統(tǒng)首飾。但是，首飾的龐大市場，給智能首飾也帶來了很大的空間和市場。在智能首飾的發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)鏈的跨界合作影響產(chǎn)業(yè)規(guī)模。借助智能首飾的模塊化設(shè)計(jì)，簡化跨學(xué)科合作設(shè)計(jì)首飾的方式，使傳統(tǒng)首飾通過智能技術(shù)這座橋梁，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、新型材料技術(shù)等進(jìn)行有意義的跨界結(jié)合【11】，為首飾行業(yè)發(fā)展在未來5G時(shí)代能夠更快地適應(yīng)市場需求助力。

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