基于可穿戴设备的功能性服装研究①

侯 玉（南京艺术学院 设计学院，江苏 南京 210013）

一、前言

在网络技术与智能硬件发展的大背景下，人们的生活方式及状态发生了极其巨大的变化，身边的一切物品都因此发生了改变，从家居到出行，从通讯到社交，日常生活中的建筑、产品，及服饰在形态和使用方式上都呈现着颠覆式的创新。功能性服装作为服装领域的一个重要组成部分已经日益为人们所重视，其适用范围已不仅仅限于特殊的工作环境及场合，在网络及智能技术背景下由专业领域向日常生活领域不断渗透，在这个过程当中，设计师不仅需要在视觉形式上做出相应的突破，更要在设计思维及具体的设计思路、实现方式上进行创新。

二、功能性服装的发展现状

功能性服装是指针对某些具体的功能要求而设计的服装，通常不仅起到遮羞、保暖，及美观的作用，而且是专门满足某些健康需求、职业要求、工作环境，及操作的需求，可分为防护型与非防护型，其中包括：1. 特殊环境下防护的作业服装：如消防服、防弹衣、登山服、防辐射服、潜水服救生衣等；2. 具有社会规范功能的各种行业制服：如军装、警服等；3. 针对某些行业或领域的专业化服装，如：专业运动项目服装等；4. 具有一定功能且非专业化的常服，如：运动休闲服装等。

功能性服装的使用已经有相当久远的历史，例如：根据《周礼•春官•司服》记载中，在中国周朝时期就已经出现的朝服——皮弁服[1]，就是我国最早的官员制服，其功能不在于御寒遮羞或单纯的美化，而是对身份等级进行区分。再如士兵的铠甲，在各个国家古代就已经开始在军队中大量使用，冷兵器时代的士兵为了抵御战场中的武器伤害，使用皮革、藤条，以及金属等材料制成铠甲，时至今日，军队使用各种复合纤维材料制成防弹衣来保护士兵。尽管类似的功能性服装有着久远的历史，但作为专门的、系统化的研究领域则是从20世纪40年代左右开始的。针对士兵在严酷作战环境下的需求，各国纷纷对服装的舒适性及功能性展开研究，并将研究领域逐渐扩展至生产及生活领域，如：消防员的消防服、游泳运动员的鲨鱼皮泳衣、登山爱好者的登山服等。目前，功能性服装的设计与研究有如下特征：

1.针对特定职业需求展开研发

大部分情况下，功能性服装的设计和研发是围绕职业需求进行的，其中以职业装和防护服最为常见。企业或研发机构根据用户的具体要求确定设计指标，然后进行技术攻关及产品研发，例如：部队在进行防弹衣招标过程中会提出防弹等级、重量、维护性等要求，再由厂家进行具体的设计。另外，一些作业类防护服设有国家标准或行业标准，因此在设计过程中通常是严格按照标准进行的，例如：消防员的防火服，其款式及面料选择必须严格按照国家标准进行设计，以保障消防人员在工作过程中的人身安全。而对于一些职业装而言，其标准不是行业通用的，因此在设计过程中则更多地考虑到企业自身的需求，例如：大部分航空公司的空乘人员是穿着西式制服进行工作的，但有些东南亚国家的航空公司空乘人员则穿着改良过的本民族传统服装进行工作，也有航空公司要求空乘人员穿着运动服进行工作。在此类功能性服装的研发过程中，设计师往往非常重视对既定指标的达成，较容易忽视用户在使用场景中的潜在需求，因此常会出现数据指标完全合格而实际着装的使用过程中却不能很好地满足穿着者操作需求的情况，即所谓的“重指标、轻体验”。

2.以材料研究及开发为主要方向

目前功能性服装的设计主要是对应特殊工作需求及工作环境的，例如：工人在无尘车间工作时有着装不能产生静电的要求，宇航员在太空环境下需要避免辐射。这些服装通常要求具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、防紫外线、防辐射、耐腐蚀等特性，因此对于相关的材料研发是居于主导地位的。事实上，早在公元1600年以前，中美洲和南美洲就已经出现了防水织物，而随着高分子科学的发展，合成材料成为功能性服装材料的主流，并呈现出差别化、功能化和高度性能化的特征，一些传统织物材料也通过现代化的技术手段进行改良，进而应用于功能性服装的开发。另外，一些新技术领域的介入使得新材料出现了智能化的趋势[2]，如：相变材料、纳米技术的应用使得很多纺织材料具备了温度调节、变色等特性，进一步拓展了功能性服装的性能范围。

3.较为固定的功能指向及封闭的配件系统

由于针对具体的职业特性或单一的工作环境进行研发，功能性服装通常具有较为固定的功能指向，其防护功能或强化功能是有明确作用范围的，例如：在潜水员作业过程中，由于所处的潜水深度、压力、温度等环境条件的差异，选用的潜水服也会有所不同，深潜需要较强的抗压能力，而浮潜则对抗压力没有特别要求。因此，对于专业化较强的功能性服装而言，其应用领域往往比较狭窄、集中。另外，一些功能性服装在穿着过程中会结合配件使用，例如：防弹衣的防弹插板是根据兵种及战场环境进行配置的，另外还会附带一些战术配件。目前这类功能性服装的兼容性是较差的，往往只能对应有限的配件，一旦出现新的相关配件就需要从整体上更新服装，面对互联网时代快速的硬件迭代就显得力不从心。

三、移动互联网对功能性服装发展的影响

移动互联网的广泛应用对人们生活方式及生产方式产生了极大的影响，几乎所有的智能硬件设备和可穿戴设备都通过接入互联网来实现功能的放大，人们通过这种设备—网络—设备的方式加强了自身获取信息的能力，延伸了对周边环境的控制力，减小了时间与空间的障碍。基于可穿戴设备的功能性服装通过移动互联网的放大效应，能够承载更为广泛和高效的功能，为穿着者带来更加便捷的体验，具体来讲有以下几点：

1.拓展了应用范围

功能性服装的应用集中于职业装及具有特定需求的工作场合，例如：喷漆车间工人在进行作业时需要依靠防护服来隔绝身体与有害气体的接触，而在日常生活中则较少有衣物能够帮助穿着者抵御由于灾害性气候或事件带来的伤害。而通过互联网、可穿戴设备以及智能纤维材料的结合，则能极大地拓展功能性服装的应用范围，从具有高度职业要求的工作服到日常穿着的休闲服装，从对应极端环境的防护服到一般环境下穿着的常服，功能性服装将在更多的领域受到人们的重视。

2.提升了功能

目前功能性服装的设计开发主要针对工作防护、提升运动成绩等方面，通过与可穿戴设备以及移动互联网的整合，使其具备了强大的信息收集、处理及反馈能力，能够在日常生活及工作中为穿着者提供更便捷的服务。例如：传统的户外运动爱好者的冲锋衣主要功能为防寒保暖，其功能受限于所采用面料的固有特性，而结合可穿戴设备的新型冲锋衣通过收集用户的心率、体温、排汗等相关数据并进行数据分析，能够控制智能纤维自主地调节服装的透气度，在保暖的同时排出着装内的水汽，从而提升穿着的舒适性[3]。

3.改变了属性

传统的功能性服装从本质上来说没有脱离服装的基本属性，即：保护与装饰。无论是用于抵御特殊伤害、隔绝极端环境或是用于职业场合中标明身份及满足工作需要等方面，功能性服装仍然主要用于包裹人体。然而随着社会的发展与进步，在人们的日常工作及生活中不可避免的越来越依赖于大量的硬件设备，这些设备附着于人体表面既给人们带来了功能上的便利，也增加了使用者的负担，而随着如纳米材料、智能纤维等新型面料的大量涌现，同时可穿戴设备不断轻薄化，逐渐具备了与服装整合为一体的可能性，从而使得功能性服装由传统意义上的防护服转变为可穿戴设备的平台或载体。对于穿着者而言，不但提升了工作效率，获得了生活上的便利，同时也将自己置身于网络与智能硬件的全方位包裹之中，最终成为未来物联网世界中的一个节点。

四、基于可穿戴设备的功能性服装设计思路及方法

通过上文分析我们可以发现，基于可穿戴设备的功能性服装已经不再是单纯意义上的日常或工作着装，而是成为了依附于人体的硬件综合体，因此其设计思路和方法也就有别于传统的服装设计。

1.设计思路

（1）从穿着者的核心需求入手。

由于基于可穿戴设备的功能性服装能够搭载多种硬件设备，其功能必然较为繁杂，不分主次的无限制叠加功能非但不能给穿着者带来便利，反而会成为一种累赘，因此设计师必须从穿着者的核心需求入手，理清主次关系，强化主要功能，弱化甚至抛弃掉一些可有可无的功能，以免使服装成为可穿戴设备的大杂烩，在穿着的基本层面上失去舒适性和便捷性[4]。同时，也只有强化核心功能才能使服装对穿着者的保护和辅助作用发挥到最大。

（2）良好的拓展性和开放性。

基于可穿戴设备的功能性服装作为硬件集成的平台应当具有良好的拓展性和开放性，这是由其面对的工作内容和穿着环境所决定的。首先，无论在工作中还是日常生活中，人们所进行的工作内容、面临的环境以及自身状态往往不是一成不变的，因此功能性服装所结合的硬件设备也是多种多样的。其次，在网络化时代即使是功能较为单一的功能性服装，其硬件设备必然面临较快的迭代和升级，因此功能性服装必须具有开放性，这种开放性既是指对于硬件设备的接纳能力，也是指服装自身结构的可调节性。

（3）穿着方式与交互方式的融合。

传统的服装在设计过程中主要考虑合身与美观，而基于可穿戴设备的功能性服装则在此基础上更加强调研究穿着方式与交互方式的关系。由于穿着者在生活或工作过程中可能会主动使用到服装上的某些功能，因此其穿着方式不能对其使用过程产生阻碍，同时使用的过程也应当尽可能的符合穿着者的固有认知和习惯，从而具有操作的流畅性和便捷性[5]。例如：在外科医生的智能化手术服设计上，必须考虑到其手术过程中经常需要使用的功能，如快速排汗、除雾、调整手术用电子设备显示等功能，使其既能够为手术提供良好的服务，同时也不会因其操作分散医生的注意力。

2.设计方法

（1）尺寸的测量及运动方式的考量。

服装设计过程中对穿着者尺寸的测量非常关键，在实测尺寸的基础上通常会进行放量处理，功能性服装常常需要满足穿着者特定的动作要求并且需要与可穿戴设备进行结合，因此必须考量和研究与使用状况相符的尺寸关系。例如：野外勘探人员经常会在较为复杂的地形环境下进行工作，需要进行较大幅度的攀登或操作，因此他们的工作服在一些关键部位尺寸上需要进行专门的考量；同时由于其需要携带的设备较多，因此必须通过适合的尺寸设定满足既舒适轻便又满足功能性的需求。

（2）穿着环境对款式的影响。

功能性服装常会在较为特殊的工作环境下使用，穿着者在特定环境下需要通过服装款式的设计满足其需求。例如，在温度变化较大的环境下，服装需要考虑通过增加开口来快速调节温度[6]；连体工作服的设计需要考虑在特殊情况下穿着者快速穿、脱的需求。另外，功能性服装的款式也必须考虑特殊环境对可穿戴设备的影响，如：在较大湿度环境下，水汽对电子元器件的侵蚀较大，与之结合的功能性服装需要通过适合的款式设计在操作便捷性与设备维护之间取得平衡。

（3）材料的选择及应用。

随着大量新型纤维材料、智能材料的出现，配合微型芯片技术，功能性服装与可穿戴设备的结合不会是简单地相加关系，常规面料与新型材料的结合将由最初装饰性与功能性的分离逐渐走向融合，同时考虑到日常清洗等方面的需求，新材料的应用也需要与款式设计进行科学的比对参照。

五、结语

综上所述，伴随可穿戴设备、智能硬件、新型材料以及网络技术的不断进步，功能性服装的运用将越来越多的由专门性的工作领域扩展至日常生活领域，由特殊的环境延伸到广泛的生活空间，为人们带来更为便捷的工作、生活体验。同时，基于可穿戴设备的功能性服装的设计和研究也需要结合更广泛的技术领域不断拓展和深化，最终消除由技术局限带来的累赘，真正融入到人们的生活当中。