智能服装发展现状及趋势

作者:郝静雅;李艳梅 刊名:纺织导报 上传者:李惠平

【摘要】文章通过研究智能服装的发展现状;将智能服装分为功能性材料类和电子信息类智能服装两大类;智能服装应用领域众多;涉及运动健康、医疗监测、军事装备和生活娱乐等方面;按照其功能可分为智能定位功能、智能监测功能、智能交互功能和智能调节功能;最后提出智能服装会向更加功能化和高性能化、更加精确化和系统化、更加商品化和美观化3个趋势方向发展;

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1 智能服装分类智能服装按照服装智能化所采用技术的不同,可分为功能性材料类智能服装和电子信息类智能服装两大类。1.1功能性材料类智能服装功能性材料类智能服装智能化的实现主要是依托于智能纺织品的创新和研发,通过对纤维或面料的改性,使得服装面料可以感知环境的变化,做出被动调节或主动调节。由此,智能纺织品材料分为被动型智能纺织品材料和主动型智能纺织品材料。被动型智能纺织品材料是指对外界条件的改变只能做出被动且单一的反馈调节,如防辐射、防水透湿、防水拒污、除臭抗菌、防寒隔热等功能的智能纺织品。主动型智能纺织品材料可以在感知外界条件变化后做出双向的反馈调节,如吸湿发热、蓄热调温、形状记忆、光敏变色等功能的智能纺织品。主动调节类智能服装主要分为智能调温材料服装、智能服装是一类可以感知人体和环境变化,并通过反馈机制对这种变化做出反应和调整的服装,感知、反馈和反应是智能服装的三大基本要素。智能服装一直是纺织服装行业的研究热点,随着科学技术的不断发展,智能服装中融合了生物化学技术、电子信息技术、人机交互技术、仿生技术等多种技术,逐渐发展为多领域、多学科交叉研究的产物。现今,智能服装已经被应用于运动健康、医疗健康、军事装备、安全防护、生活娱乐等多个领域中,并朝着功能更加全面化、穿戴更加舒适化、科技更加多样化、材料更加智能化的方向发展。图1 Smart Vest智能心电衣图2 iTBra内部结构展工作。BLECHA等开发了一套智能消防系统,包括头盔、手套、靴子、上衣和裤子套装等,能够记录运动轨迹、监测消防员心率、监测服装内外环境的温湿度指标和有毒气体含量的变化,帮助消防员更安全地实施救助。2.2 智能监测功能智能监测功能主要指能够精确地采集人体的心率、心电图、血氧、体脂、呼吸、脉搏、温度、湿度及压力、步数、肌电信号等生理特征信息,并能通过信息处理模块对这些信息进行分析,监测人体是否处于健康生理水平,对某些疾病的预防和布控提供参考。智能监测功能的智能服装主要应用于医疗保健和运动监测领域,老年人能得到自身健康数据,有意识地预防和及早发现疾病;运动者可以及时了解自己的身体状态,调整锻炼强度。具有智能监测功能的智能服装为人们合理锻炼和健康生活提供了科技支持。为服用者提供医疗辅助是智能监测类服装的研发初衷。图1为联想开发的Smart Vest智能心电衣,此心电衣装有12导联的心电电极,能够提供脉搏、心率、血氧、呼吸等方面的测试数据,通过手机APP进行用户数据反馈,及时发出提醒和警报。罗沛等开发了一种实时监护智能服装系统,可以将收集到的生理信息使用蓝牙传输技术反馈至后台处理中心,实现了对病人健康状况的监测和摔倒后及时报警;美国Cyrcadia Health公司开发的iTBra智能文胸可以实现乳腺癌的早筛,其内部结构如图2所示;法国Bioserenity公司针对癫痫患者推出了Neuronaute智能服装,此智能服装可记录大脑及肌肉的异常活动,通过蓝牙向医生传送相关数据,实现远程诊断和治疗,降低致死风险;麻省理工学院研发的可吞咽柔性传感器可以附着在人体肠壁和胃壁上帮助检测胃肠疾智能形状记忆材料服装和智能变色服装。智能调温材料服装大多依靠添加相变材料,在温度振荡环境中储热和释热,实现面料的调温,以Outlast系列纤维纺织品最为著称。形状记忆材料能感知外界力与温度的变化实现形状的改变,研究和应用最广泛的形状记忆纤维是镍钛合金纤维,“懒人衬衫”的形变奥秘就在于此。智能变色服装的应用材料种类繁多,大多添加光敏、热敏、湿敏、压敏等变色物质实现织物变色,或是应用光线折射等物理原理实现服装的智能

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