智能服装设计研究新态势

孟少妮

(1.苏州大学 艺术学院,江苏 苏州 15123;2.绍兴文理学院 元培学院,浙江 绍兴 312000)

早在1956年，Dartmouth学会上便提出“人工智能(Artificial Intelligence)”概念，据其表述即能够应用于研发、模拟、拓展人智力的理论方法与实践技术.当然，该领域的研究主要包括机器人、图像识别、自动接线、自动定位、指纹设置、专家系统、语音识别和控制等，试图了解人工智能的技术方法，进行服装设计与人工智能技术之间的交互设计，开拓未来服装领域大众创新、跨界创新和智能化融合的设计发展模式[1-5].

在人工智能理念的推动下，20世纪90年代美国麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology)媒体实验室的可穿戴多媒体计算机研发问世，可穿戴技术和智能服装的研究逐渐受到了各国专家学者的关注[6].这种模拟生命系统下智能服装的产生，在具备感知内外部环境变化状态的同时，可以实时反馈、反应和感知其服装功能，通过服装实现个人健康管理和时尚娱乐的目的.目前，智能服装的设计融合电子信息技术、传感器技术、纺织科学、材料科学、服装设计等多个学科技术的同时，人工智能的落地应用必将催生出服装行业新产品、新技术、新业态和新模式的大变革.

1 智能化服装新材料开发

2018年9月17日，习近平总书记在给世界人工智能大会的贺信中指出，新一代人工智能正在全球范围内蓬勃兴起，为经济社会发展注入了新动能，正深刻改变人们的生产生活方式[7].伴随当今社会科技高度发展，智能服装在人类工作及生活中占据越来越重要的地位.据著名市场调查公司MARKETANDMARKET的数据.全球智能可穿戴市场将从2016年的181亿美元增长到2020年的516亿美元，复合增长率将达到15.51%，而智能可穿戴产品核心技术则是柔性导电材料，因此开发电阻稳定、精度高的柔性导电材料势在必行.

柔性导电材料因其特有的可拉伸性、弯曲性、高导电性能、高灵敏度、可移植性及可穿戴性等特点，在电子科学领域引起划时代的变革.目前，柔性导电材料产品主要有柔性传感器、柔性电子显示器、智能手机设备、柔性生物医疗装置以及机器人皮肤和关节等.柔性导电材料因其特定的可拉伸性、弯曲性、高导电性能、高灵敏度、可移植性及可穿戴性等要求，需要从以下三方面着手进行材料研发：(1)高长径比的金属纳米线制备.(2)纳米线性能表征，尤其是导电性和柔软性及强度等指标.(3)柔性导电面料制备.为了获得牢度好、电阻稳定的柔性导电面料，有许多途径制备，如喷射法、染色法、浸轧法等，材料基底材料可以是机织物、针织物或无纺布[8-15].

2 智能服装设计

从“人工智能”“大数据”的可持续发展理念出发，如何来思考科技发展与设计未来的协同关系.正如苏州大学博士生导师李超德教授所阐述的观点，李教授认为由于科学技术的发展，设计未来和设计前沿至少应该包含四个方面的内容：其一，能够反映设计发展新观念与新实践.其二，反映重大人文社会科学发展过程与设计相关的先锋理论.其三，科学技术进步带来的设计发展.其四，先锋设计表达出的先锋设计观念[16].因此，本文基于大数据、人工智能基础，从流行设计、款式设计、搭配设计三方面分析未来设计发展趋势，阐述服装设计中人工智能及大数据应用情况.

2.1 流行设计

随着人工智能时代的来临，服装信息化门槛的降低与服装信息数量的增大，意味着海量的数据资源中各种消费者个人信息(包括性别、年龄、喜好、职业及消费记录等)、浏览资讯、各大时装周的数据资源、各类款式图片、文字描述和检索词等，验证我们决策信息的准确性和有效性.同时，让我们能够更加全面地综合统计出真正的流行究竟是什么，反过来思考我们应该如何帮助企业提高经济效益，如何正确引导消费者时尚购物.

人工智能的优势就在于，当今信息资源已经积累了足够大的数据量，完全可以实现服装流行趋势预测，可供使用的服装数据资源量的规模庞大，智能平台数据库的服装数据资料更新速度及时.目前，在这种全方位、多元化和智能化的背景下，进行流行趋势预测的资料收集和分析，其预测效率已经大大超越传统预测机制数据，经过云计算建立的模型筛选，提高服装流行趋势预测的效率和准确度，更好地指导服装行业实践，为社会带来经济价值[17].

2.2 款式设计

随着人工智能的发展，智能化服装款式设计，致力于将服装造型设计与服装中的电子导体、纺织品中的操作面板和微传感器相结合.例如智能紧身裤的设计，在基本款(踩脚和系紧腰带)紧身裤设计基础上，收集膝盖和日常活动中踝关节角度，配备合适的传感器、电缆连接、主板和部分附件的同时，将合适的传感器和电缆连接主板缝合在耐久性能好的腰带尼龙搭扣上，通过电缆连接主板来调整定位的不同用户[18]，如图1所示.

图1 智能紧身裤及传感器

目前，人工智能化服装款式设计开发，从夹克衫服装入手，与人工智能概念相结合，产生了人机交互的人工智能可穿戴电子夹克衫.这种人工智能可穿戴夹克衫具有物理灵活性和典型尺寸，采用固有的组件和特定应用程序的计算器传感系统，来自动识别用户活动、身体健康状态和周围环境，并利用这些信息来调整人工智能系统的配置和服装设计的功能.例如英飞凌目前正在尝试通过身体运动来恢复能量，用压电材料将Mp3播放器整合到夹克中.然而，麻省理工学院媒体实验室的研究首次提出了一种夹克衫缝合模式，该模式可以定义电路轨迹、组件连接垫或传感表面，这些图案是用传统的CAD工具设计的，用于电路布局，如图2所示，(a)为音乐夹克，左侧衣片是织物键盘,右侧衣片是MIDI合成器，口袋内侧放置的是扬声器.(b)为布质键盘，在其后面放置的是电路板.

图2 智能音乐夹克

除此之外，由日本大阪龙尼吉可集团研发设计了一款发光发热夹克衫，如图3所示，发光发热夹克发热装置通过光热转换器实现，该转换器能够将光能转化成热能并储存在夹克内部，不会产生热损失.光热转换器内部有许多碳化锆粉末，让织物能吸收并传导光线.织物内层有保温材料，可以将产生的热量保留在夹克内部而不会散发出去，达到保持人体体温的目的.发光发热夹克同时采用了电致发光印花和光伏印花两项技术，功能部件主要位于夹克外侧，但在夹克内部也布置了几个基于人体工程学的面板.产生能量的光伏电池位于夹克前襟、肩膀及后部上侧位置，以利于充分吸收光线.

图3 发光发热夹克

2.3 搭配设计

基于人工智能化服装图像数据库的建立，针对已有服装推算方法，实现服装用户与服装风格、款式相协调的设计领域技术的同时，确保服装角色创造与个性化服装设计搭配的准确率，将服装搭配的四季理论与计算机视觉领域的推荐方法相结合，进一步开拓服装新零售消费市场.目前国内外有很多初创公司涉及人工智能服装搭配领域，采用的切入方式也各有不同.有的采用智能衣橱的方式，通过识别用户个人特征、日常风格、购物记录以及穿着场合等，选择衣橱中现有的一款服装进行不同搭配风格实例，如图4所示.随着智能服装搭配设计的改良与创新，2018年10月25日在上海工程科技大学新工科国际设计教育论坛上，德国黑森设计公司的管理合伙人克里斯汀·黑森，阐述“转变——科技与设计之间”的互动关系中，输入一款服装图片，快速进行智能穿搭和机器算法的服装维度匹配，为用户推荐该单品若干种搭配选择.该项研究表明拓展智能服装搭配设计体系势在必行，在科学与技术变革的新时代，关注智能服装搭配设计体系更新换代的研究新范式，并将理论研究与技术实践服务于设计市场.

图4 服装风格智能搭配

3 智能服装可持续设计新范式

3.1 多元契合高新技术与智能服装新思路

随着网络时代的来临，电子信息技术、人机多元交互技术、生物化学技术[19]、可穿戴设备[20]等多种技术被称为当代社会最具影响力的科学技术，广泛应用于生活的各个领域.当然智能服装也不例外，基于高新技术的智能服装近年来发展迅速，在确保智能服装设计可行性前提下，为智能服装的设计及未来发展提供了新的研究方向、设计决策和工艺技术反馈[21]等.

然而纺织领域高新技术在智能服装运用主要包括五个方面，分别是开发智能纤维、智能纱线、利用混纺、交织和嵌入等方法及后整理加工，应用特定的组织结构，通过电子信息系统等前沿技术制造智能电子元件，使电子元件做到功能更加齐全、更轻薄、体积更小、功耗低，以及更加柔性、可洗涤性[19].智能服装可持续发展方向必将是在各领域技术交叉融合的前提下，划分为四个方向即体征检测方向、安全防护方向、热舒适性提升方向及智能变幻方向.

3.2 紧密对接智能服装设计与市场拓展新态势

依托服装流行设计、款式设计、搭配设计，全面影响智能服装设计发展方向，并间接提升智能服装的市场占有率.但这种快速引领智能服装市场化的新思路和新理念是否能够被消费者认同，并在消费领域占领一席之地，还需要时间来考量.智能服装设计与智能服装市场需要设计者既具备未来的科学视野，也能思考当下消费者需求，构建智能服装设计发展路径.同时为了促进智能服装持续发展，既需要跨科学和技术门类，以期达到设计和而不同、美美与共的目标，也要在智能服装设计与营销发展态势中，正面回应大众消费者，借助大数据、智能化、云计算科技[22]，实现设计师与消费者无缝对接.

人工智能及大数据时代的到来，推动了服装产业的再一次创新与变革，为服装产业插上智慧的翅膀，开创全新的设计开发理念和营销新态势.依托服装设计与人工智能的紧密融合，提升服装设计理论高度，让设计更注重提升大众消费群的美学思想、审美情趣和消费品位；让设计开发实践更注重服装流行趋势预测效率和准确度，提升畅销款式开发权重.在服装营销新态势下，首先，解决服装新零售“线上+线下+物流”[23]与“技术+消费+市场”相匹配的服装产业链实际问题.其次，继续探索智能试衣镜[24]、智能货架和智能试衣间的营销新理念[25]、服务新方式及拓展新策略的商业模式，在反复、科学推敲中不断挖掘智能服务导购系统的理论价值和实践价值，帮助企业拓展市场、增强服装产品的市场吸引力和竞争力，达到提升企业经济增值的新态势.把脉智能服装设计发展态势，探索智能服装可持续设计从“理论先行”落地到“技术交融”的研究新态势，具体操持如下：

第一，智能服装不能片段化发展，仅关注一时的博人眼球，应遵循可持续发展思路，关注时代性同时，在设计思路延续及可持续设计模式上下功夫.

第二，智能服装的发展、流行与创新，离不开消费市场认可，智能服装设计需贴近大众消费理念、消费行为以及消费需求，只有“对症下药”才能明确智能服装设计的发展思路.

第三，加强智能服装设计理论研究，依托美学和市场营销学基本原理及理论，关注智能服装设计中蕴含的美学理论与设计实践，运用市场营销理论分析影响智能服装市场各因素影响权重.

第四，为满足大众实际的穿着功能、可靠的智能化需求以及审美需求[26]，智能服装应构建完善的可持续设计路径及设计评价体系.因此，需要透过信息技术、可穿戴设备、智能材料、智能服装设计等不可忽视的现实因素，进行反复酝酿、协商、实验、修订，形成具体的量化评价指标的约束工具，以期为智能服装可持续设计体系服务.