智能服裝

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智能服裝(Smart Clothing)

　　智能服裝是指模擬生命系統，不僅能感知外部環境或內部狀態的變化，而且通過反饋機制，能實時地對這種變化做出反應的服裝。智能服裝是新型的紡織材料與電子技術相結合的產物，原屬尖端領域，最初主要應用在航空、航天及國防軍工等特殊領域，但隨著服裝行業的飛速發展及競爭的日益加劇，現在正逐漸滲人民用。在智能服裝的設計開發上，美國、德國、日本等發達國家的技術已經相當成熟，設計應用的領域也非常廣泛，被認為是服裝工業的未來。

　　智能服裝需要多門學科的前沿技術，主要是通過兩大類方法來實現服裝的智能化。

　　第一類是運用智能服裝材料，包括形狀記憶材料、相變材料、變色材料和刺激一反應水凝膠等。形狀記憶紡織品對於防護服的形狀性能、冷熱壓力抵抗性能是非常重要的。防水透氣織物(親水或疏水)是舒適性紡織品的重要技術之一，它們將會得到越來越廣泛的應用。變色織物有待於將其變色功能開到更高水平。蓄熱和調溫織物是舒適性紡織品的另一項重要技術之一，調溫電加熱織物是非常有前途的智能紡織品。

　　第二類是將信息技術和微電子技術引入人們日常穿著的服裝中，包括應用導電材料、柔性感測器、無線通訊技術和電源等。其應用非常廣泛，如衛生保健服、隔熱服裝、情感服裝、軍用保護服、軍裝、降落傘、媒體播放毯子和運動服裝等，未來是十分光明的。

　　感測器是電子服裝多功能實現的必要條件，它感知並傳遞外界環境的信號變化，然後通過驅動器調整材料的各種狀態，以適應外界環境的變化。電子服裝因此一般應具有感測、反饋、響應、自診斷、自修複、自調節功能。智能服裝想要在市場上謀求一席之地，就必須在擁有強大電子技能的前提下，擁有更加吸引眼球的時髦設計。電子類的產品在年輕人的消費群體里最受追捧，如果想要吸引見多識廣的年輕一族(包括學生群體、專業人士、運動愛好者、時尚達人、都市白領等)的關註，智能服裝的設計中就要融入令人驚喜的高科技。比如說能夠自動播放音樂的外套、能夠對人體的健康現狀進行監督的T恤、能能夠實現隨時辦公的西裝、能夠顯示圖像的襯衫、能夠實現衛星定位的服飾，能夠控制食物攝入量的衛衣等等。據美國的科學機構稱，未來的智能服裝能夠為人類提供更多元、更全面的智能體驗，在實用性與娛樂性的結合下將上網、視頻播放、溫度調節、智能提醒等一系列功能應用在服裝的設計中，為人們的生活提供便利。

　　智能服裝的智能化功能主要是通過以下幾種途徑實現的：

　　(a)將具有感知和反應功能的智能纖維與普通纖維交織或將智能纖維編入普通纖維織物中，用這種含有智能纖維的面料做成智能服裝。

　　(b)對普通纖維進行改性，使之具有智能纖維的性能，再以此種面料做成服裝。

　　(c)將某些特殊物質用染整加工的方法結合到織物上，使普通織物具有智能特性，再做成服裝。

　　(d)將普通服裝與外加元件相結合，製成智能服裝。這些外加元件包括普通元件和高技術感測器、檢測器、報警器等。

　　智能服裝最初的研發同其它行業的開端不盡相同，都是從無到有，從有到精。人類最開始將電子技術與服裝結合在一起應該是在航空和軍事領域。航空領域中，宇航員身穿的宇航服在經過不斷地技術研發過後，就加入了很多的電子元素，以調節氣壓和保護人體不受傷害。在阿波羅號登月項目中，美國研究的“金屬棉”宇航服，科學家在服裝中加入了可以感知人體和周圍環境的金屬芯，以提高宇航員登月的安全性。在軍事領域，戰爭的危險隨時都在，因此有著隱蔽功能的迷彩服其實就是最早的擁有智能功能的服裝。由此可見，最初的智能服裝只是在特殊領域有應用，而不涉及民用或者商用，所以人們對其瞭解還是很少的。

　　既然如此，真正能夠算得上智能服裝開端的事件就要提到1993年麻省理工學院的一項研究，研究中，科學家提出了智能背心的概念，電腦系統與服裝能夠結合應用並且具備普及性由此得到推廣。到了二十一世紀，科學技術迅速發展壯大，民眾對服裝的要求越來越高，服裝製作也就隨之越來越精細、舒適。在設計上，智能服裝的多樣化功能、完善化性能、平民化價位都在逐漸得到優化。

　　1.軍事應用

　　(1)智能化作戰服

　　智能化作戰服能抵禦武器、自然環境、化學試劑、火焰和其它戰場災難的侵害。作戰服上嵌有生化感應器可監視士兵的心率、血壓和體溫等多項指標；並嵌有超微感應器可辨別體表的出血部位，並使出血部位周圍的軍服膨脹，起到止血功能；作戰服中還埋入了微電腦具有通訊功能，使遠程治療成為可能。

　　(2)納米“隱身”軍服

　　納米“隱身”軍服由4種不同顏色的變形圖案組成，這些圖案是由電腦對大量叢林、沙漠、岩石等背景環境進行統計分析而模擬出來的。這種軍服，在可見光照射下，從近距離看是明暗反差較大的迷彩，從遠距離看其細碎的圖案與周圍環境完全融合，即使穿著者在活動時也難以被髮現。

　　(3)智能生物電子軍服

　　據預測，到2025年，美國士兵將穿著智能生物電子軍服，這種服裝採用先進的生物科技，能監控穿衣者的心率和呼吸，並將信息傳送給指揮官和隨軍營救人員。有了士兵身體狀況的實時信息，就能夠提高士兵生還的機會。如果士兵受傷，智能生物電子軍服還能像高科技救護人員一樣，在合適的位置向傷口加壓，以防止血液大量流失。

　　2.醫療應用

　　(1)智能醫療內衣

　　德國紡織品研究中心的科學家利用天然纖維和人造纖維中都含有的一種名為“環式糊精”的糖分子使織物擁有了智能醫療功能。該分子化合物能在織物內形成微小的孔狀空間，並具有吸收不滲水物質的性能。所以，如果將外敷藥物成分添加進內衣織物中，其有效成分就會通過內衣與皮膚接觸滲入人體，這不但能達到治療的目的，還能解決頻繁換藥給皮膚病患者帶來的麻煩。

　　(2)智能型醫用夾克

　　智能型醫用夾克集成了電子數據處理裝置，使急救人員能在數秒鐘內記錄病人的資料，並通過GMS天線將資料傳遞給急救車或醫院，通過該服裝上USB的界面，還可以用相機記錄傷者的情況，這樣醫生就可以提前瞭解到傷者情況並做準備。

　　(3)智能型電子服裝

　　智能型電子服裝利用微機電系統或納米機電系統將偵測器縮小到納米級織在衣服里，它具有監視病人血壓、心跳、心音等功能，可以提供病人身體的生化信號給醫療人員，例如心臟病病人身體內部的酵素濃度、糖尿病病人的血糖指數、痴呆症病人的膽固醇指數與氧化氮濃度等。除此之外，它還能測量血液中某種特定藥物的濃度，並通過內嵌在衣服里的小型註射器定期給藥。病人只要穿上這種智能電子服裝，微機電系統將毫不費力地完成醫生的部分工作，節省大量的公共醫療資源。

　　目前我國對於智能服裝的研究尚不成熟，但在面向智能服裝的技術方面仍有一定成果，尤其是在2006年之後，相關研究急劇增加。研究主要集中在材料科學和電子工程方面，而電子技術與服裝的交互研究尚處於初期階段。

　　智能服裝現有的研究更加註重智能功能的開發和評價，而較少考慮服裝的舒適性、美學效果及可穿戴性。因此，未來將會有更多關於人因要素、消費者需求和多學科交叉的研究，它們的協同效應將會令智能服裝更加商業化和大眾化。由於智能服裝是多學科的混合產物，它的特殊性質使其需要突破傳統的製造流程，零售方式和維護技術。這些方面的研究，將會為智能服裝的商業化提供保障，使其能夠適應大眾市場。

　　未來的智能服裝，將會與智能家庭、智能汽車等組成集成智能系統架構，作為個人的生活助手。不但可以提供娛樂服務，如播放電影預告，流行音樂等；而且可以處理生活瑣事，如記錄購物清單，進行垃圾分類等；還可以成為個人保健醫生，監測生命體徵，進行健康維護；甚至可以通過探索和感知自然的變化，進行自動調節溫度和自動定位。另外，個人對智能服裝的功能要求存在差異，因此，可以根據客戶的需求進行智能服裝的功能定製，使其更加符合個人的生活方式和時尚觀念。定製化服務能夠令消費者更久地保留服裝，在一定程度上可以解決智能服裝開發時間長和時尚理念變化快的衝突。