智能服装的应用与挑战

可穿戴设备市场已经远远超出了这些设备的范畴。可穿戴设备市场正从医疗保健和健身扩展到其他多个行业。纺织业是目前被可穿戴设备破坏的行业之一。

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当大多数人想到可穿戴设备时，他们想到的是用户佩戴在身上的物联网设备，这些设备可以监测健康状况并帮助人们预测身体情况。然而，可穿戴设备市场已经远远超出了这些设备的范畴。可穿戴设备市场正从医疗保健和健身扩展到其他多个行业。纺织业是目前被可穿戴设备破坏的行业之一。通过在纺织工业中使用纳米技术，纺织制造商正在创造未来服装。这些服装被称为“智能服装”，是借助智能服装技术制成的。智能服装可以定义为可穿戴设备，其功能类似于其他物联网可穿戴设备，并且可以感知并响应压力或温度等特定刺激。智能服装允许将诸如物联网设备、照明设备和小型计算机之类的电子设备嵌入其中，并由不同面料制成，如下所示：

可用于智能服装的面料类型

智能服装需要特殊的织物，以使物联网设备能够监测不同的环境和健康参数，并允许嵌入其中的这些设备之间进行通信。

▲金属纤维

智能服装制造商使用由金属纤维制成的线来实现物联网传感器之间的互连。金属纤维是通过刮削金属板的边缘或使用拉丝技术制成。金属纤维可以充当电极，从而帮助物联网设备监测电生理活动，例如心电图（ECG）。

▲导电油墨

导电元素可以嵌入传统的印刷油墨中，并应用于服装的特定区域，使其具有导电性。铜、银、金、镍等元素有助于提高服装的导电性，可作为印刷导电点或导电线路之用。

▲纳米颗粒涂层

通常用来制作服装的织物可以涂上纳米颗粒。纳米颗粒有许多好处，包括杀菌、防污和防水，例如，纳米银颗粒释放出正离子，该离子可以杀死微生物。此外，二氧化硅纳米颗粒可以产生足够的表面张力，以确保液体颗粒形成珠子，并在衣服上滚动，而不是浸入其中。

▲铬材料

铬材料可以根据外部条件改变其颜色。这些材料主要用于时尚，以创造有趣的色彩变化设计，以响应诸如热或电的条件。根据刺激的类型，铬材料可进一步分为光致变色、热致变色、电致变色、压致变色和溶剂变色，可分别对光、热、电、压力和液体或气体作出反应。

智能服装应用

智能服装的潜力和好处使许多行业受益匪浅。

▲医疗保健

与其他物联网设备类似，智能服装可以帮助跟踪个人的身体活动并监测生命体征。由于人们可以主动监测并照顾自己的健康，因此穿着智能服装将消除频繁去诊所的需要。在怀孕期间，监测传感器也是有益的。当有人说“救生带”时，你会想到什么？你可能会想到求生圈，它可以在紧急情况下帮助落水的人。但是，智能服装可以帮助创造救生带，孕妇可以将其佩戴在腹部周围。救生带使用物联网传感器监测母亲和胎儿的健康，例如，PregSense监测仪是一条救生带，它不仅可以监测母亲的健康状况，而且还可以映射胎儿的图像并测量其心律。

▲军事和国防

智能服装中的物联网传感器可以确定战场环境中有害气体的存在和水平，并允许军方有效减轻有害气体造成的危害。智能服装还可以检测士兵因轻伤而失血的迹象和数量，并将信息发送给医疗专业人员，以便他们采取适当的措施。

▲运动服

体育爱好者长期以来一直在手臂或腿部使用物联网穿戴式设备来监测其健身状况和其他健康参数。但是，智能服装将消除在身体上佩戴额外物联网传感器的需要，因为它们将嵌入到常规服装中。运动服的设计是为了在锻炼或体育活动中为人们提供舒适性，而智能服装可以进一步提升运动服的舒适性。澳大利亚工程师们已经开发出一种仿生文胸，它可以根据乳房的运动而变化。前面提到的导电油墨纤维可以帮助制造此类文胸。智能文胸可以根据乳房的运动收紧或放松肩带，以防止任何疼痛或下垂。

尽管智能服装技术有许多好处和应用，但也存在一些挑战，阻碍了企业和公众对智能服装的大规模采用。

智能服装面临的挑战

智能服装技术面临的挑战包括智能服装的价格和耐用性，以及非结构化数据的数量和复杂性等技术问题。

▲价格和耐用性

将物联网技术嵌入服装的成本增加了服装的制造价格，使其售价高昂。如果价格降至合理水平，许多消费者将准备购买智能服装。尽管价格很高，但智能服装缺少耐用性和可靠性，例如，智能服装需要物联网传感器才能正常工作，而清洗服装可能会导致其故障。为了使智能衣服耐用且可靠，就应该嵌入防水、可水洗的物联网设备。

▲传感器精度

智能服装中可以嵌入不同类型的传感器，但其精度在使用前无法确定。而且，一旦嵌入衣服，更换物联网传感器意味着要撕破衣服。这意味着智能服装的任何单个组件的故障或不准确性都会使整个服装失效。

▲电池问题

由于无法完全依靠电池，因此大多数可穿戴设备都具有充电功能。不过，给衣服充电听起来很奇怪。如果电池是嵌入式的，那么同样会引发类似物联网传感器的耐用性问题。电池寿命取决于多种因素，例如DOD效应、温度效应等。如果这些因素中的任何一个导致电池寿命缩短，那么智能服装的功能寿命也会缩短，它们将从智能服装变成普通服装。

到目前为止，智能服装还不是很受欢迎，只有少数由时尚巨头如李维斯、Tommy Hilfiger、Under Armour等创造的衣服被广泛使用。在这些智能服装中，最流行的是最近出现的Levi's Jacquard智能夹克。这些智能夹克允许穿着者在手势识别的帮助下，通过滑动袖子来远程操作智能手机。不仅是时尚巨头，其他时尚公司也应该开始制作智能服装，以为用户提供多种选择，并鼓励他们使用智能服装。

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