1以用户为中心的需求确定
在智能服装发展的第1个阶段［15］(1980年—1997年)，科技是智能服装研究的驱动力，然而此时的智能服装并不具备良好的可穿性，仅是科技价值实现的载体。1998年—2000年的第2个发展阶段［15］，人们开始意识到将时尚和材料融入到智能服装设计中的重要性。近年来，以用户为中心的设计理念被广泛接受，在智能服装中实现科技与服装的最佳平衡成为研究者的最终目的。1.1问卷调查法在为老年步行者设计智能服装时，W．Burns等［16］采用以用户为中心的设计方法，通过在老年大学进行问卷调查，了解老年人日常用的高科技产品以及他们对这些产品可用性的认识。为了得到更加准确的回馈，又对年龄在60～75岁之间的潜在用户进行调查，从而获得了老年步行者群体对智能服装功能方面的潜在需求，并以此为基础，建立符合用户需求的最优科技产品分布图。B．Ariyatum等［15］运用问卷调查和观察的方法研究消费者的生活方式及需求。针对用户的喜好，及用户对科技产品和时尚的标准设置问题，同样运用问卷调查的方法，了解消费者的日常活动及生活方式。1.2用户为中心的其他设计方法J．Ｒantanen等［17］在设计雪地援救智能服装时，采用座谈的方式了解使用者在极地环境中可能遇到的7个问题:1)走失;2)遭遇事故;3)机动雪车的技术故障;4)恶劣的天气状况;5)健康问题;6)重要设备的缺失;7)寒冷导致的问题。根据以上问题来确定服装设计及系统设计的需求。服装设计需求包括可以抵抗极地的严寒，电子组件可隐藏及具有美学效果。系统需求包括小尺寸、轻质量及低能耗等。J．McCann等［18］运用决策树，确定了以用户为中心的需求:1)身体的需求。服装具有合体性，满足人体活动的需求，能够吸湿透气并具有一定的温度调节能力，使着装者能够感受到整体的舒适性。2)使用的需求。根据穿着者的作业手册、作业录像或运用观察的方法确定其主要活动或作业规律，服装的穿着场合、频率等，以此来进行服装的整体和细节设计，如适当的口袋位置分布等。3)文化的需求。穿着者是否要根据公平竞争或安全的需要遵守着装规定，以及是在休闲娱乐，还是在旅行运动等情况下穿着都会影响其对服装的需求。4)美学的需求。服装的颜色、款式及是否引领潮流并不是智能服装美学要求的最高标准，创新的科技和符合穿着人群的需求相结合的美学效果才是以用户为中心的智能服装的需求。
2科技与服装融合的设计手段
相对于智能服装，功能服装的发展相对成熟。B．Ariyatum等［14］的调查结果表明，不少学者认为可以借鉴功能服装的设计手段和模式，进行智能服装的设计，二者都属于生命周期较长的服装，其中智能服装中的智能技术的开发和测试耗时长。利用软系统方法［19］(SoftSystemMethodology)中的丰富图片技术(ＲichPictureTechnique)，B．Ariyatum确定了在智能服装新产品开发时的关键问题为电子与服装技术应用的不平衡性，以及这种不平衡所导致的电子与时尚在智能服装中不能达到完全的融合。因此，智能服装设计的关键在满足用户需求条件下，科技与服装的有机结合。图1示出智能服装的用户、科技、服装关系模型。2.1智能服装的技术设计柔性技术在智能服装中的应用比较广泛，一个生物医学智能服装项目VTAMN［20－21］(Vêtementdetéléassistancemédicalenomade)通过在面料中嵌入的不锈钢丝作为电子系统线路，腰带上的主板、传输模块和电源通过微型接头与衬衫相连，心电图、体温等生理数据通过接收和发送器传输到主机。情境感知的传感外套［22］是利用定制的运动上衣中的传感器，探测11个肢体或上身动作角度。科技纺织品在外套中的应用使传感器结合在面料中并具有可穿性，将传感器隐藏在服装中，并可以与可穿戴电脑相连。雪地援救智能服装［23］通过设置GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系统)和电子指南针的方法解决可能走失和应急救援的问题，芬兰的SMS(ShortMessageService，短信服务)气候服务可以预报极地指定位置的天气状况。智能服装发出的报警信息分为3类:传感器搜集的信息出现异常或使用者对光线或声音脉冲无反应时会自动发出报警信息;若报警信息出现错误，使用者有1min的时间通过用户界面取消警报;若信息未被取消，则会通过全球移动通信系统向中央处理机发出警报信息。老年步行者智能服装［16］科技设备包括智能手机、Shimmer传感器和电子显示器。作为外围设备通过蓝牙存储或处理数据，并具备GPS定位功能;Shimmer传感器用来收集数据，包括使用者的心电图或心率;电子显示器通过蓝牙与智能手机连接，显示数据或触发手机中的功能等。综上所述，智能服装中的技术设计与智能服装的种类及要解决的问题紧密相关。因此，应该在确定用户的需求后，了解智能服装的使用环境，并根据使用环境中可能遭遇的问题来进行技术设计。2.2智能服装的面料设计智能服装尚未发展到在保证用户舒适性的基础上进行技术设计的阶段，因此，目前其面料的设计方式并不统一。雪地援救智能服装系统［23］包括内衣、夹克、裤子和辅助背心。其中内衣采用经编针织面料，并且加入相变材料以调节身体温度，提高热生理舒适性，包覆有金属外壳的芳纶纱线用作心律监视器的信号导线。外套材料则选用2层PTFE(Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)轧制的锦纶布，具有良好的耐磨性、顶破强力等力学性能，并具有吸湿透气及防水性能。而L．Li等［24］将针织技术应用到智能服装的面料设计当中。通过不同针织的针法和服装设计的技术，在不影响智能服装功能的基础上改变服装压。另外，创造性地将导电纱线与普通纱线混纺，以使产品拥有更符合需求的功能。用这种方法设计的智能服装可以包覆人体，具备更好的合体性，并可改善智能服装的美学效果。而在功能防护服领域，面料的设计和配伍已发展的比较成熟。常采用的“面料分层系统”［25］来源于早期空间探索和军队用服装。图2示出面料分层系统示意图。该系统分为3层，合理的材料组合可以使功能服装具备更好的舒适性和功能性。最内层的基层材料也是人体的“第二皮肤”，因此要具备吸湿透气、导汗快干等性能;第二层为隔热保温层，根据需求，该层在厚度和维持静止空气的能力上有所不同，所使用的聚酯纤维也可能为空心纤维以防止吸湿;最外层为防护层，面料的选择要平衡其防风性、防水性及服装的透气性，可能由2层或3层材料轧制而成，或进行涂层处理。因此，借鉴功能服装的经验，在智能服装的面料设计中，根据所要达到的效果可适当采用多层面料系统的设计方法，在实现功能技术要求的同时，更多的体现“以人为本”的理念，从而实现智能服装舒适性的最大化。2.3智能服装的结构造型设计现有的智能服装研究对结构造型的关注较少。在医疗智能服装方面，L．Li等［26］基于针织技术的经皮神经电刺激智能服装采用弹性针织面料，需要解决服装压分配问题，医疗智能服装需紧贴皮肤以达到治疗效果，因此，在该研究中选用的服装号型比正常服装小，采用香港零售针织衫标准规格的M号。另外，肩线前移3cm，领围缩小以使电极可以刺激穴位，所有缝合线手工缝制，并保证服装压在舒适范围内(1.96～3.92kPa)。S．F．Ｒogale等［27］设计的具有主动热防护功能的智能服装结构源于男士运动夹克，以此为基础，加入特定的结构设计完成了智能服装的样板，制作出的服装具有一定的舒适度并可以达到预期的活动性需求。目前，现有智能服装在结构设计上多依赖于市场上现有的服装，在已有服装的基础上进行细微的变化，并不是完全根据用户的需求进行结构造型的创新设计。而功能服装在此方面的发展相对成熟，因此，可以引入功能服装结构造型的设计方法，使智能服装具备更优的综合功能性，同时提高其舒适工效性。文献［28］进行草地消防服设计时，在确定其安全性、接受度和生产方面的诸多因素后，运用互动矩阵了解各个因素之间的关系，将这些因素中和后确定整体的设计准则。而细节设计则需分别考虑以下因素:1)舒适性、活动性和可用性，如裆部的弹性面料设计;2)扣紧设计，如拉链或魔术贴;3)可调节设计，如腰部松紧带等。Y．B．TAN等［29］在对原有的分体和连体式2套飞行服进行评估的基础上，同样利用互动矩阵的方法从热防护、功能性需求、心理需求和生产4个维度了解各因素之间的关系。然后通过款式、合体度、领型、扣紧设计和缝型的不同配置设计了8套服装的结构。文献［30］根据防护服所要达到的功能，归纳了结构设计的常用手段。表1列出防护服结构设计常用手段。功能服装在结构设计方面的研究可以为智能服装的设计提供参考，同时，由于智能服装的特殊性，在进行结构设计时，仍需要考虑其电子元件等的配置问题。
3效果评价与回收利用
3.1效果评价与一般功能服装不同，在进行智能服装的评价时，不仅要考虑每个电子模块和整体的功能效果，同时还要兼顾其舒适性。鉴于电子技术的特点，洗涤测试必不可少，并且在每个模块测试完成后，还需进行系统的整体测试。文献［17］对雪地援救智能服装进行评价时，不仅进行了洗涤测试、电子技术模块测试，还在真实的使用环境—北极进行了服装的整体评价。分别对配备电子模块和未配备电子模块的服装进行了性能测试后，在北极地区运用滑雪、机动雪橇等方式模拟真实使用情况，并设置可能触发报警系统的场景对雪地援救服装进行综合测评。测评结果显示电池能耗为该智能服装的主要限制因素，另外繁杂的导线和用户界面的液晶显示屏等问题有待优化。老年步行者智能服装［16］是通过用户问卷调查的方式进行评价。问卷分为2个阶段:1)问卷预评价。在使用智能服装前，对所拥有的科技产品核对新开发系统可用性和功能性评价。2)用后评价。在穿着智能服装室外步行15～20min后，对其喜好程度进行评价。结果显示用户对系统不满意的原因是在测步等方面不够准确。由于智能服装功能各异，使用环境和对象也具有分散性，因此评价方法并不统一。目前，国际上对于研发防护服新产品性能评价主要采用5级分析系统［31］，而对于智能服装的评价同样可以采用分级式测评，分别从基础物理学分析、电子技术测试、气候舱受控试验、服装系统有限的现场试验及服装系统现场试验5个方面对智能服装进行全面的评价。图3示出智能服装的评价模型。3.2回收利用服装在制造加工的过程中，如生产化学纤维、染整、后整理及服装制造时会出现环境污染和浪费的问题［32］。而对于智能服装，除以上问题以外，废弃的电子设备，如IT和通信设备、照明设备、监控和控制设备等同样会造成环境污染，并且这些电子设备更难以循环利用。因此在进行智能服装设计的初期，要尽量使用纯天然、易降解的材料，并且在设计和制造的过程中建立废弃物处理和回收利用的标准，尽量减少新产品的开发对环境造成的破坏，并且更好地对设备进行回收利用。
4智能服装的设计模式与发展趋势
4.1智能服装的设计模式基于对以上案例多维度的分析，结合功能服装的设计和评价方法，归纳出普遍适用于第2类———信息技术和电子技术植入型智能服装的设计流程为:1)遵循以用户为中心的原则确定需求，满足用户的心理需求、生理需求、生活模式和使用环境;2)选取可以实现预期功能的技术，以及合适的面料，设计具有美学效果的结构造型;3)在原型开发完成后，进行多方位的性能评价;4)在整个研发过程都要遵循环境保护和满足用户需求的原则。图4示出智能服装的设计模式。4.2智能服装的发展趋势目前我国对于智能服装的研究尚不成熟，但在面向智能服装的技术方面仍有一定成果，尤其是在2006年之后，相关研究急剧增加［33］。研究主要集中在材料科学和电子工程方面，而电子技术与服装的交互研究尚处于初期阶段。智能服装现有的研究更加注重智能功能的开发和评价，而较少考虑服装的舒适性、美学效果及可穿戴性。因此，未来将会有更多关于人因要素、消费者需求和多学科交叉的研究，它们的协同效应将会令智能服装更加商业化和大众化。由于智能服装是多学科的混合产物，它的特殊性质使其需要突破传统的制造流程，零售方式和维护技术。这些方面的研究，将会为智能服装的商业化提供保障，使其能够适应大众市场。未来的智能服装，将会与智能家庭［34］、智能汽车等组成集成智能系统架构，作为个人的生活助手。不但可以提供娱乐服务，如播放电影预告，流行音乐等;而且可以处理生活琐事，如记录购物清单，进行垃圾分类等;还可以成为个人保健医生，监测生命体征，进行健康维护;甚至可以通过探索和感知自然的变化，进行自动调节温度和自动定位。另外，个人对智能服装的功能要求存在差异，因此，可以根据客户的需求进行智能服装的功能定制，使其更加符合个人的生活方式和时尚观念。定制化服务能够令消费者更久地保留服装，在一定程度上可以解决智能服装开发时间长和时尚理念变化快的冲突。
5结语
智能服装是电子技术和纺织服装领域共同的研究热点，其本身存在优势，但同时又给技术水平有限的群体带来应用的恐惧［35］。由于智能服装的设计受到多种条件的制约，因此目前并没有统一的设计模式。本文通过分析近年来智能服装研究的典型案例，认为进行智能服装的开发，需要遵循以用户为中心的设计理念，考虑到技术、面料和结构造型3个维度的交互作用，并对开发的产品进行五级评价，同时要在整个过程减少环境污染，增加回收利用率。国外对智能服装及相关技术的研究相对成熟，但创新智能服装还有许多难题需要解决。无论是智能服装还是智能材料，未来都会向多功能化，低成本化，健康化，时尚与技术相结合及绿色环保等方向发展。而智能服装产品，则会更加专业化或商业化。一方面，针对军队的专业化战斗装备的智能服装要求智能技术的多功能集成;另一方面，针对大众消费者的商业化产品，则要根据不同的消费者群体细分，对产品功能进行专一或多样化设计，以符合潮流并使产品具有较长的生命周期。未来我国智能服装的研发将会突破技术至上的固有思维，在不断提高系统稳定性和可靠性的同时，更多地关注服装和技术的交互作用，了解市场需求，逐渐从以技术为中心，转化为以用户为中心的研发模式。打破学科之间的壁垒，加强多学科的交叉合作，更多地体现服装和人因交互作用的影响。我国智能服装产业仍处于非常初期的阶段，因此，无论是在研发机构还是在消费市场都存在潜力。随着消费者需求和消费水平的不断提高，以及智能服装研发的相关技术的不断成熟，我国也将尝试智能服装产品的自主研发。
作者：田苗 李俊 单位：东华大学服装·艺术设计学院 东华大学功能防护服装研究中心