南通大学 唐 虹

可穿戴智能纺织品发展趋势与方向

南通大学 唐 虹

可穿戴设备，是指综合运用各类识别、传感、连接和云服务等交互及储存技术，以代替手持设备或其他器械，实现用户互动交互、生活娱乐、人体监测等功能的新型日常穿戴移动智能终端。

所谓的可穿戴技术则是指被整合进可穿戴设备中，以实现各项功能的科学技术，是可穿戴设备应用的关键。主要包括嵌入技术、识别技术（语音、手势、眼球等）、传感器技术、连接技术、柔性显示技术等。

可穿戴设备

日常用途：

谷歌眼镜

小米手环

智能手表

特殊行业：

军事国防

医疗健康

运动健身

支撑技术与解决方案

传感器的解决方案

● 导电油墨：一种全新的印刷技术，通过一种导电油墨其能够将衣服及任何纺织品转变为柔性可穿戴设备或者传感器。

● 银质纳米线：一种新型可穿戴传感器，使用银质纳米线来监测电生理信号，比如心电图或肌电图。

● 电子皮肤：可穿戴柔性仿生触觉传感器。

● 石墨烯：更完美的传感。

● 光学玻璃纤维：能够追踪运动的光学玻璃纤维——织物传感器。

导电油墨

银质纳米线

电子皮肤

石墨烯

电池的解决方案

● 碳纳米管：将碳纳米管应用于全锂离子电池。

● 多孔镍氟化物：柔性储能原型，有电池和超级电容的双重优良特性。

● 3D打印锌电池：融合了薄膜锂电池以及印刷电池的优点。

● 石墨烯：强导电性是解决续航问题的出路之一。

碳纳米管

多孔镍氟化物

3D打印锌电池

石墨烯

显示屏解决方案

● 石墨烯：石墨烯的透明和柔韧是可以穿戴设备真正实现可穿戴的途径。

● 柔性电子纸：通过吸滤法，发光、透明和柔性环保的电子纸材料。

● 纳米银导电墨水：无边框、柔性触摸屏突破的关键。

石墨烯

柔性电子纸

纳米银导电墨水

可穿戴智能纺织品——运动健身

● 可以方便地查看用户运动的时间、强度、距离、能量消耗等关键参数

● 心率监测文胸

其与传统运动文胸最大的不同就是下方多了一根心率“带”，带上只有心率检测触点，没有心率检测模块。因此想要使用心率检测功能的话，需要额外购买心率检测模块挂在文胸正面的固定扣上。

● Athos：全新的智能运动衣和短裤

检测使用者的心率、呼吸频率，肌肉活动情况。包含了一枚Athos Core小芯片和多个传感器，可以通过蓝牙将数据发送到智能手机中，重量只有不到20克，可以连续使用超过10个小时。

● Directa Plus S.p.A./ Colmar-智能运动服装

G +能过滤外部环境对身体的影响。由于G +的导热性能，人体产生的热量保存和均匀分布周围材料中，以确保在寒冷的气候下穿戴者的理想温度。G +还提供静电和抑菌性质，以减少运动带来的摩擦。

● Radiate热感应变色T恤

Radiate是一款能够帮助运动者监测身体特定部位或肌肉群的训练情况的运动T恤，它如同一面贴身热能镜，能即时感应运动者身体各个部位所散发的热量，并通过颜色的变化来传递信息，让运动者随时了解到自己的肌肉及血管得到的锻炼情况。

● 智能运动T恤

它集成了生物传感器，可以让经常参加体育锻炼的用户监测自己的锻炼进度。白天，它可以测量心率、步数、卡路里消耗和呼吸等数据。到了晚上，还能追踪睡眠质量。所有这些数据会通过蓝牙同步到配套的应用程序当中，或者在线上传。

● music外套

music外套不仅能播放音乐，还能把喜欢的音乐存储在芯片中，或者收听自己喜爱的电台。外套的布料由丝质透明硬纱制成，音乐播放功能则由一个全布料电容键盘控制，能量主要来源是太阳能、风能等可持续能源。

● 从桑蚕丝绸到柔性应变传感器

清华大学张莹莹团队开发了用于制备高性能且低成本的柔性可穿戴传感器，平纹编织真丝面料，采用高温热裂解桑蚕丝绸并用于制备高性能柔性应力传感器，可用于人体大尺度运动的检测，也可用于小尺度运动和微弱生理信号（比如脉搏）的检测。

● 情绪手套

这种手套通过检测手掌的温度、脉搏和皮肤的导电性来确定人的情绪 。一旦心情压抑、情绪焦虑，手上的手套就会一闪一闪地发光警告，这时你最好放下手头的工作，去呼吸呼吸新鲜空气或者是喝杯咖啡放松一下。

可穿戴智能纺织品——医疗健康

● medical衬衫

带有多个传感器以及信号发射装置,可以检测穿着者的体温、心跳和血压等数据，并通过卫星将这些数据传送到医院，便于医院对病人实行远程看护。一旦发生紧急情况，医院可以通过衬衣上的卫星定位装置及时找到病人进行抢救。

● 健康公司Siren Care智能袜子

利用温度传感器监测足部炎症反应的智能袜子，来帮助糖尿病患者今早发现足部问题。采用了不可充电设计，单次使用可以维持6个月的续航。这得益于其自动休眠机制，当你穿上袜子时，它才会进行工作，否则它将会进入休眠模式。当然，它也具有防水性能，可支持机洗。

● 婴儿连体衣

这款智能婴儿连体衣能够实现家长的心愿，家长可以通过IOS或Android应用，监测婴儿的呼吸频率、体温等体征数据。通过手机App，家长还可以设定报警。当生理数据超出设定，就会在手机上发出报警。

● 美信公司 Sensatex 智能T恤

检测心率、温度、呼吸以及消耗了多少卡路里的热量。也可以在穿衣人心脏病发作或虚脱时发出警报，从而降低突发性死亡的概率。

● HAL Exoskeleton肢体辅助机器人

这款可穿戴形态的辅助机器人主要针对医疗健康市场，用于提升患者的负重能力。内置传感器可以捕捉人类的身体电脉冲，预测穿戴者的运动行为，并且估算出运动所需要消耗的能量，然后将这些能量传输到关节处，实现外力负重。

● 智能服装的可持续健康监测体系结构

可穿戴设备目前存在的问题

● 功能服务单一，用户粘性低

● 多为智能手机配件，独立性不强

● 技术成本过高，电池续航能力差

● 信息安全存在隐患

● 创新意识薄弱，同质化产品较多

● 数据采集模糊，缺乏完善的反馈机制

智能交互技术、微型集成技术、柔性电子技术、数据处理技术成为当前可穿戴智能纺织品的主流技术发展方向。随着技术的进一步成熟，产品的多元化、时尚性与功能性成为未来发展的新亮点、新突破。这就要求更多地关注用户需求、降低开发成本、加强安全管理。通过产业链的整合、生活管家、产品外形设计进一步挖掘用户刚性需求。此外，一些适用于特殊行业和用户群体的设计将成为发展方向。