智能面料和服装在生活中的应用

智能面料与服装在生活中的应用

参与：冷芸时兴2群群友

时间：2022年11月6日

庄主：朱明玥-香港-智能可穿戴研讨

参与者：若三-杭州-2群副群主、Angel-昆明-服装设计、Von-广州-设计、小象君-上海-服装产品开发、陈雪菲-上海-非语设计开创人、极简-洛阳-财务、Shane-上海-服装工作室

▼ 本文章的语音版可在喜马拉雅APP上，“冷芸时兴博士”中的“时兴商业问题深度讨论”中找到。以下的冷芸时兴圈讨论是就行业问题的讨论及总结。这些分享属于集体聪慧的结晶。（它们并不代表冷芸个人观念）。希望经过此种方式能让更多行业人士受益！

“

面料作为每个人、每天都会接触到的资料，除了服装、饰品外，在家居场景中也很常见。随着微型、柔性传感和功用纱线等技术的逐步成熟，当智能面料嵌入日常运用的物品中，便可自然无察觉地、不障碍用户正常生活地中止数据采集，或运转所需功用；这个特性正被普遍应用于医疗、运动与智能家居中。欢送大家一同来讨论现阶段智能面料有哪些应用，又存在哪些问题。

”

｜一｜

什么是“智能面料”？

1.“智能面料”是什么？有哪些分类？

“智能面料”的面料是把能够导电的纱线衔接到电子控制板上，触摸或者拉伸的时分，会有电信号传到控制板里。比较常见的资料是有不锈钢、银、铜镍合金纤维嵌入的纱线。银的导电性最好，也最贵，不锈钢的比较坚韧，耐蹂躏。这类纱线应用范畴主要取决于控制板，相似学校里用得最多的Arduino，纱线只是用来导电的一种方式。往常这类纱线主要是应用到日常健康监测，经过穿一件衣服、袜子、手套等在不影响日常生活的状况下就能够实时搜集健康数据。“智能面料”服装在衣着体验上会比传统的贴片、佩戴控制盒的方式温馨很多。并且衣服上的控制板往常都做的比较小了，经过的电流也很小，不会对人体构成伤害。

好比小米出过一件用来监测心电呼吸的衣服，控制盒旁边那一圈应该就是导电纱线织的，胸前的控制盒很小，在洗濯的时分要取下来，这样就不会损坏了。这类面料在淘宝上能够按“防辐射面料”、“触摸屏面料”来搜索。

（图片来源：小米官网）

“智能面料”在户外、航空航天、运动等行业都常用。导电织物最普通的应用是在触摸屏手套上，有些手套在食指和拇指上会织有一小块银灰色的纱线，或者会有一块不同于其他材质的布，这个就是最常见的导电织物。

导电纱线的洗濯和制造成本不比正常纱线，难打理，成本高，所以也就很难投入大范围工业消费，使之进一步商业化。但往常我们见到的导电纱线其实曾经在防辐射范畴有成熟应用了。往常用得最多的导电纱线是不锈钢的，由于这种材质的线相对比较耐洗，银纤维的导电纱线就比较脆弱，水洗次数有限。

其实“智能面料”实践上是一个比较广义的词，这里的“面料”并不只仅是字面意义的“纺织品”、“面料”。依据庄主专业所学，我们能够把这个词解释为”Textiles Soft Systems”，了解为将像面料这样的一个柔软的名义、结构和电子传感系统作为载体，经过科技、工程等伎俩，去完成想要达成的功用。这个系统能够经过任何资料、任何方式来完成，以至能够是虚拟的方式，好比芸友经常讨论的虚拟服装，可持续时兴等也能够算在这个范畴内。

2.本次讨论中的“智能面料”主要指的“e-textiles”是什么？目前常见的有哪几种？

本次讨论更偏重于功用的交互，即把面料作为一个完成人和物体/计算机交流、互动功用的载体。往常应用“智能面料”有些是面料自身发作改动，但大多数是经过这种面料将数据传输到电脑、手机、app里，进一步完成功用。几个常见的例子有好比智能手表、手环、戒指、耳机等成熟的可穿戴产品，是经过贴近皮肤的微型传感器来直接获取身体数据。这些微型传感器、电池和他们的封装制造技术都比较成熟了，所以往常应用比较多的都是基于这样种有一个小控制盒的方式。

｜二｜

目前 “智能面料”的细致应用

和展开水平（艺术装置/实验室/投产）

庄主往常在研讨制造音乐服装，音乐服装的概念在十几年前就曾经有了，也是智能面料交互的开山祖师项目。最早MIT的研讨员做出经过触摸、拉伸等方式来产生音乐的夹克，展开到往常比较成熟的是这个项目：

(图片来源：MIT media lab “MIT KnittedKeyboard II”)

这是MIT一位叫做Irmandy Wicaksono的研讨员做的项目，大家有兴味能够去搜一下，他基本把一切智能面料的应用都尝试过一遍，做出许多经典的项目。这些导电的纱线会连到一个小型控制板上，这个控制板带电池，或是能够插电。你能够把它想象成一个软的、布料上的电子琴键盘，能够在上面设置你喜欢的音色中止弹奏。

往常比较成熟的项目都是经过电子针织机+微型控制薄膜+微型电池来完成。好比这位研讨员的这个项目:

(图片来源：MIT media lab “a tailored electronic textile conformable suit ”)

把微型柔性传感薄膜、纱线都织到毛衣里，然后经过走线衔接到控制板，电池和控制板就装在那个白色小盒子里。那个小盒子能够拿下来充电，这个就是往常比较常见的无线的方式了。目前的问题是制造成本比较高，还没能量产。而且这件毛衣里的传感器在测心率、心率变异性、血压等方面都有较高的精确性，比起往常做24小时心电图时用的贴片，挂一个盒子要方便许多。

庄主的研讨生导师往常在做电子面料，她们做的发光织物比较早，主要是用光纤（和上图提到用作显现器的织物原理不同），会应用在沉浸式剧院的交互装置上，往常能够做出很多梦境的效果。

另外庄主之前在清华实习的时分，做的是心情检测的智能服装，出汗其实是传感器检测焦虑的重要伎俩。往常曾经有很多研讨考证过汗液和焦虑心情的关系，在焦虑的时分，可能在我们感遭到出汗之前，身体就曾经有细微的汗液产生了，通常这类传感器会做在手套、围巾、颈环上来检测细微的汗液。

心情的检测还能经过之前说到的心率变异性来完成，往常智能手表的实时压力检测就是经过这一要素中止的，庄主也和同窗尝试过，戴着这个手表看相声和抑郁症患者访谈，手环的压力图都会有比较明显的、不同寻常的动摇。基本一切测心率呼吸的智能服装中都会带这种传感器。

这类织物可能还是主要靠控制板来衔接卫星和网络，织物只是用作发光显现的作用。织物的发光、变色、显现也是个重要的方向。去年复旦大学的彭慧胜团队就基于显现器原理做出了能够用作显现屏的织物：

（图片来源：复旦大学-彭慧胜团队发光织物）

（图片来源：Sara&Sarah smart textiles）

庄主往常所在的香港理工大学也有教员在做相似的面料，并应用在衣服上，有个线上展大家有兴味能够看看：

SENSORY STITCHES. Tai Kwun F Hall, 8-13 September 2022

(图片来源：PolyU Jeanne TAN SENSORY STITCHES)

关于医疗保健和辅佐特殊人群，有一个比较典型的产品，Siren的糖尿病袜。能够检测到足部溃烂，然后及时给医生发信息，是医患之间的小助手。另外还有在袜子的底部织导电纤维和压感纤维的，能够检测到心率、汗液、动作等。

(图片来源：SIREN)

庄主课题组就有师兄师姐在做静脉曲张袜，这类袜子的作用一方面是紧身，另一方面可能会用一些可拉伸传感涂层来记载活动数据。治疗效果上还需求大量的临床实验来考证。

为特殊人群设计的“智能面料”还有一个有意义的案例，CUTECIRCUIT为听障人群感受音乐设计的夹克大约七八年前曾经有了，一步步迭代到往常，导电纱线直接和速干面料织在一同，控制盒做到和纽扣一样大，藏在里面。

（图片来源：CUTECIRCUIT Soundshirt）

针对智能面料的痛点，网站上特地强调了能重复洗濯，洗的时分把控制盒取出来即可。控制盒能接纳环境里的音乐，然后把不同音色转化为不同的振动频率，在身体各部位播放，让听力障碍的人也能沉浸感受音乐的律动。同理，也能够经过手机控制，远程发送“拥抱”，也是在我们平常拥抱的时分会触摸到的背部、手臂等以振动频率表示。

｜三｜

“智能面料”投入消费销售

存在哪些问题？

“智能面料”的天花板在纤维、纳米层面，同时为了完成无线，可能还得把基本的面料供电的问题处置。上海有很多高校往常都在做汗液、摩擦、拉伸织物发电的研讨，以前人民日报也报道过，大家有兴味能够去搜搜。但往常很多面料还不能禁受住日常清洗、摩擦，以及下雨漏电这些问题的考验，资料成本也很高，所以大多数都还在实验室阶段，研发难度高。

首先是资料的研发需求各专业的人协作，好比庄主所在的香港理工大学服装纺织学院里是有应用物理系的，也需求很多做化学、资料、纳米、电子等等方向的人的协作。从资料到产品就是设计师主要要做的事情，国内其实曾经有很多先进顶尖的资料了，但是还短少适合的应用场景，以及能把资料转化为产品的人，目前能做这点的人比较少。转化为产品之后，还需求各方协作把成本降下来，才有助于进一步消费。

往常很多手表能够检测心率,“智能面料”在服装上运用是由于贴合皮肤有些数据能更精确吗？像华为运动健康科学实验室，有很多可穿戴设备方向的研讨，但往常我们看到的主要还是在智能手表、耳机上，这些设备的精确度能抵达多高？其实人体检测心率呼吸最精确的部位，一个是心脏，另一个是胸膈左近。伎俩活动较多，在伎俩上的检测精确度可能会遭到其他要素的干扰，自然是没有在心脏左近的精确率高。之前庄主和厦门大学一个教员聊过，他们之前做过一整套含有导电纱线和传感器的智能秋衣秋裤，基本能想像到的检测功用他们都曾经完成了，而且耐洗耐用。再加上这个衣服是紧身的，能够让传感器紧贴皮肤，数据也很精确。但就是开发成本太烧钱，每件成本都要上万，可能两三万,听说他们做完就再也不想做这个方向的研讨了。

往常“智能面料”的市场化还面临着短少人来把技术转化为产品的问题，经常会呈现要么是没有找到真实有需求的人群和市场，要么就是需求的技术还达不到，经常堕入两难的境地。并且大众目前对智能服装也没有太多了解，很难想象到会有什么需求，这就需求设计师来挖掘，在设计的时分会先发现问题，然后找处置计划，在找措施的过程中将智能面料技术应用于实践。这也是为什么通常大家都是从特殊人群入手，由于他们有明白的需求。

往常也有不少研讨者在做VR感官，体往常智能服装上主要是触觉手套，里面经过振动频率或者其他一些方式来让运用者感遭到VR世界里物体的触感。这个还能应用在宇航服里，辅佐宇航员感知周围不同的资料。

最后庄主弥补了了解“智能面料”的渠道，MIT Media Lab是做“智能面料”的领头羊，大家能够搜索官网https://www.media.mit.edu/查看。

庄主总结

一、什么是“智能面料”

1.“智能面料”是什么？有哪些分类？

“智能面料”指将像面料这样的一个柔软的名义、结构和电子传感系统作为载体，经过科技、工程等伎俩，去完成想要达成的功用和交互。包含纳米新资料制造的纤维、织物；带有电子传感器件的布料、名义、柔性机器人、有特殊功用结构（例如折纸）的名义、生物面料等。

2.本次讨论中的“智能面料”主要指的“e-textiles”是什么？目前常见的有哪几种？

本次讨论中的“智能面料”主要指带有电子传感器件采集身体数据、经过电子控制声、光、电、变色等变更的柔性系统。

二、目前“智能面料”的细致应用和展开水平（艺术装置/实验室/投产）

1.在日常生活或文娱中的应用

导航、音乐衣服、针织“电子琴”键盘、发光互动面料。

2.在运动医疗健康范畴的应用

运动心电呼吸监测、智能针织衫、智能内衣、心情检测、糖尿病、静脉曲张、CUTECIRCUIT振动服装。

三、“智能面料”投入消费销售存在哪些问题

1.传感灵活水平不稳定。

2.缺乏保险性考证（如：下雨漏电、皮肤致敏性、辐射等）。

3.控制盒尺寸vs无线技术。

4.缺乏临床实验考证效果。

5.面料供电问题。

6.研发难度大、成本昂扬，短少研发人员。

7.缺乏适合的消费人群和销售渠道。

8.供给链不成熟。

9.大众认知少，缺乏明白、适合的应用场景。

日常能够了解到最新智能面料技术的渠道：MIT Media Lab官网。

文字整理：张怀楷

文字编辑： 陈畅

美术编辑：李宁

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