智能服装

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智能服装(Smart Clothing)

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什么是智能服装[1]

  智能服装是指模拟生命系统,不仅能感知外部环境或内部状态的变化,而且通过反馈机制,能实时地对这种变化做出反应的服装。智能服装是新型的纺织材料与电子技术相结合的产物,原属尖端领域,最初主要应用在航空、航天及国防军工等特殊领域,但随着服装行业的飞速发展及竞争的日益加剧,现在正逐渐渗人民用。在智能服装的设计开发上,美国、德国、日本等发达国家技术已经相当成熟,设计应用的领域也非常广泛,被认为是服装工业的未来。

智能服装的分类[1]

  智能服装需要多门学科的前沿技术,主要是通过两大类方法来实现服装的智能化。

  第一类是运用智能服装材料,包括形状记忆材料、相变材料、变色材料和刺激一反应水凝胶等。形状记忆纺织品对于防护服的形状性能、冷热压力抵抗性能是非常重要的。防水透气织物(亲水或疏水)是舒适性纺织品的重要技术之一,它们将会得到越来越广泛的应用。变色织物有待于将其变色功能开到更高水平。蓄热和调温织物是舒适性纺织品的另一项重要技术之一,调温电加热织物是非常有前途的智能纺织品。

  第二类是将信息技术微电子技术引入人们日常穿着的服装中,包括应用导电材料、柔性传感器、无线通讯技术和电源等。其应用非常广泛,如卫生保健服、隔热服装、情感服装、军用保护服、军装、降落伞、媒体播放毯子和运动服装等,未来是十分光明的。

智能服装的功能[2]

  传感器是电子服装多功能实现的必要条件,它感知并传递外界环境的信号变化,然后通过驱动器调整材料的各种状态,以适应外界环境的变化。电子服装因此一般应具有传感、反馈、响应、自诊断、自修复、自调节功能。智能服装想要在市场上谋求一席之地,就必须在拥有强大电子技能的前提下,拥有更加吸引眼球的时髦设计。电子类的产品在年轻人的消费群体里最受追捧,如果想要吸引见多识广的年轻一族(包括学生群体、专业人士、运动爱好者、时尚达人、都市白领等)的关注,智能服装的设计中就要融入令人惊喜的高科技。比如说能够自动播放音乐的外套、能够对人体的健康现状进行监督的T恤、能能够实现随时办公的西装、能够显示图像的衬衫、能够实现卫星定位的服饰,能够控制食物摄入量的卫衣等等。据美国的科学机构称,未来的智能服装能够为人类提供更多元、更全面的智能体验,在实用性与娱乐性的结合下将上网、视频播放、温度调节、智能提醒等一系列功能应用在服装的设计中,为人们的生活提供便利。

智能服装的实现途径[3]

  智能服装的智能化功能主要是通过以下几种途径实现的:

  (a)将具有感知和反应功能的智能纤维与普通纤维交织或将智能纤维编入普通纤维织物中,用这种含有智能纤维的面料做成智能服装。

  (b)对普通纤维进行改性,使之具有智能纤维的性能,再以此种面料做成服装。

  (c)将某些特殊物质用染整加工的方法结合到织物上,使普通织物具有智能特性,再做成服装。

  (d)将普通服装与外加元件相结合,制成智能服装。这些外加元件包括普通元件和高技术传感器、检测器、报警器等。

智能服装的产生与发展[2]

  智能服装最初的研发同其它行业的开端不尽相同,都是从无到有,从有到精。人类最开始将电子技术与服装结合在一起应该是在航空和军事领域。航空领域中,宇航员身穿的宇航服在经过不断地技术研发过后,就加入了很多的电子元素,以调节气压和保护人体不受伤害。在阿波罗号登月项目中,美国研究的“金属棉”宇航服,科学家在服装中加入了可以感知人体和周围环境的金属芯,以提高宇航员登月的安全性。在军事领域,战争的危险随时都在,因此有着隐蔽功能的迷彩服其实就是最早的拥有智能功能的服装。由此可见,最初的智能服装只是在特殊领域有应用,而不涉及民用或者商用,所以人们对其了解还是很少的。

  既然如此,真正能够算得上智能服装开端的事件就要提到1993年麻省理工学院的一项研究,研究中,科学家提出了智能背心的概念,计算机系统与服装能够结合应用并且具备普及性由此得到推广。到了二十一世纪,科学技术迅速发展壮大,民众对服装的要求越来越高,服装制作也就随之越来越精细、舒适。在设计上,智能服装的多样化功能、完善化性能、平民化价位都在逐渐得到优化。

智能服装的应用[4]

  1.军事应用

  (1)智能化作战服

  智能化作战服能抵御武器、自然环境、化学试剂、火焰和其它战场灾难的侵害。作战服上嵌有生化感应器可监视士兵的心率、血压和体温等多项指标;并嵌有超微感应器可辨别体表的出血部位,并使出血部位周围的军服膨胀,起到止血功能;作战服中还埋入了微电脑具有通讯功能,使远程治疗成为可能。

  (2)纳米“隐身”军服

  纳米“隐身”军服由4种不同颜色的变形图案组成,这些图案是由计算机对大量丛林、沙漠、岩石等背景环境进行统计分析模拟出来的。这种军服,在可见光照射下,从近距离看是明暗反差较大的迷彩,从远距离看其细碎的图案与周围环境完全融合,即使穿着者在活动时也难以被发现。

  (3)智能生物电子军服

  据预测,到2025年,美国士兵将穿着智能生物电子军服,这种服装采用先进的生物科技,能监控穿衣者的心率和呼吸,并将信息传送给指挥官和随军营救人员。有了士兵身体状况的实时信息,就能够提高士兵生还的机会。如果士兵受伤,智能生物电子军服还能像高科技救护人员一样,在合适的位置向伤口加压,以防止血液大量流失。

  2.医疗应用

  (1)智能医疗内衣

  德国纺织品研究中心的科学家利用天然纤维人造纤维中都含有的一种名为“环式糊精”的糖分子使织物拥有了智能医疗功能。该分子化合物能在织物内形成微小的孔状空间,并具有吸收不渗水物质的性能。所以,如果将外敷药物成分添加进内衣织物中,其有效成分就会通过内衣与皮肤接触渗入人体,这不但能达到治疗的目的,还能解决频繁换药给皮肤病患者带来的麻烦。

  (2)智能型医用夹克

  智能型医用夹克集成了电子数据处理装置,使急救人员能在数秒钟内记录病人的资料,并通过GMS天线将资料传递给急救车或医院,通过该服装上USB的界面,还可以用相机记录伤者的情况,这样医生就可以提前了解到伤者情况并做准备。

  (3)智能型电子服装

  智能型电子服装利用微机电系统或纳米机电系统将侦测器缩小到纳米级织在衣服里,它具有监视病人血压、心跳、心音等功能,可以提供病人身体的生化信号给医疗人员,例如心脏病病人身体内部的酵素浓度、糖尿病病人的血糖指数、痴呆症病人的胆固醇指数与氧化氮浓度等。除此之外,它还能测量血液中某种特定药物的浓度,并通过内嵌在衣服里的小型注射器定期给药。病人只要穿上这种智能电子服装,微机电系统将毫不费力地完成医生的部分工作,节省大量的公共医疗资源。

智能服装的发展趋势[5]

  目前我国对于智能服装的研究尚不成熟,但在面向智能服装的技术方面仍有一定成果,尤其是在2006年之后,相关研究急剧增加。研究主要集中在材料科学和电子工程方面,而电子技术与服装的交互研究尚处于初期阶段。

  智能服装现有的研究更加注重智能功能的开发和评价,而较少考虑服装的舒适性、美学效果及可穿戴性。因此,未来将会有更多关于人因要素、消费者需求和多学科交叉的研究,它们的协同效应将会令智能服装更加商业化和大众化。由于智能服装是多学科的混合产物,它的特殊性质使其需要突破传统的制造流程,零售方式和维护技术。这些方面的研究,将会为智能服装的商业化提供保障,使其能够适应大众市场。

  未来的智能服装,将会与智能家庭、智能汽车等组成集成智能系统架构,作为个人的生活助手。不但可以提供娱乐服务,如播放电影预告,流行音乐等;而且可以处理生活琐事,如记录购物清单,进行垃圾分类等;还可以成为个人保健医生,监测生命体征,进行健康维护;甚至可以通过探索和感知自然的变化,进行自动调节温度和自动定位。另外,个人对智能服装的功能要求存在差异,因此,可以根据客户的需求进行智能服装的功能定制,使其更加符合个人的生活方式和时尚观念。定制化服务能够令消费者更久地保留服装,在一定程度上可以解决智能服装开发时间长和时尚理念变化快的冲突

参考文献

  1. 1.0 1.1 杨梅.智能服装的设计研发与发展展望[J].产业与科技论坛,2010(2)
  2. 2.0 2.1 朱莉娜.电子科技技术在智能服装设计的运用[J].北方音乐,2013(7)
  3. 巩继贤.智能服装的现状及展望[J].现代纺织技术,2004(1)
  4. 陈志林.智能服装开发与应用现状[J].纺织科技进展,2010(2)
  5. 田苗,李俊.智能服装的设计模式与发展趋势[J].纺织学报,2014(2)
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