韦超
四川大学锦城学院 四川成都 611731
摘要：人工智能技术具有较好的自适应能力，21世纪10年代中期，世界掀起新时代人工智能产业化浪潮，中国也于2017年提出“新一代人工智能发展规划”。纵观人工智能产业化发展历程，可以将其分为知识工程产业化-模糊逻辑产业化-智能机器人产业化-新时代人工智能产业化四个阶段。人工智能技术飞速发展，并逐渐与互联网，生命科学，医疗健康，纺织服装等科技结合，这不仅促进了人工智能技术的多元化发展，也使可穿戴服装步入智能时代。近年来，可穿戴智能服装研究主要集中在传感器、柔性电极、电池、自供电设备、超级电容器、纺织天线方面，对智能服装整体设计的研究报道较少。本文对不同种类智能纺织及服装产品的制备方法及功能等方面进行归纳，对织物及服装产品的设计路径进行系统总结，提出新的设计构思，并对其发展趋势进行展望，以期推动智能纺织服装行业的发展。
关键词：人工智能；纺织服装；设计
1 智能纺织及服装产品的制备方法及功能
智能纺织及服装产品是指利用纺织、服装、电子、信息、材料、传感及系统控制等技术加工制成的能够感知、响应或适应外界环境变化及刺激的纺织及服装产品，包括纤维、纱线、织物、服装和附加设备。根据智能纺织品的反应能力不同：将其分为消极智能纺织品、积极智能纺织品、高级智能纺织品；根据智能纺织品原理不同，大致分为智能凝胶纺织品、智能变色纺织品、智能防护纺织品、智能电子纺织品]。智能纺织品主要通过以下几种方式实现智能化：(1)在制备纤维过程中对高聚物或天然高分子改性；(2)采用特种纤维与普通纤维混纺；(3)对织物进行后整理；(4)通过缝制、刺绣等技术在纺织及服装品上嵌入智能电子元件。
1.1 消极智能纺织及服装产品
消极智能纺织及服装产品是指当环境发生变化或者受到外界刺激时，能够感知的纺织及服装。已经开发出来的光导纤维、光学传感器类织物、抗紫外线织物及服装、陶瓷涂层织物等均属于消极智能纺织及服装产品。
光导纤维由传输光模的芯材及折射率较低的鞘材组成，可以传输可见光、红外线、紫外线、激光等不同波长及种类的光，根据传输光模的数量不同分为单模光纤和多模光纤；根据所用材质不同分为石英玻璃光纤和塑料光纤。目前光导纤维在纺织服装领域的应用主要包括(1)能导光的纺织；(2)将用光导纤维制成传感器后应用于智能纺织及服装方面。织物及服装的抗紫外线性能一般可以通过改善纤维原料性能、调整织物结构参数、改善染色工艺及改性处理四种途径实现。陶瓷涂层织物就是将陶瓷粉体均匀地分散于粘合剂中，涂敷于织物表面进行改性以实现其相应的抗紫外线、抗菌等功能，常见的紫外线屏蔽陶瓷有氧化锌、二氧化钛等；常见的消臭功能陶瓷有活性炭、氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、金红石、蛇纹石等。
1.2 积极智能纺织及服装产品
积极智能纺织及服装产品是指当环境发生变化或者受到外界刺激时，不仅可以感知而且能够做出反应的纺织及服装。已经开发出来的温敏纤维、智能调温纺织品、智能变色服装、GPS定位服装、抗菌织物及服装等均属于积极智能纺织及服装产品。
温敏纤维是采用温度敏感性高分子材料和静电纺等技术制备的，其中胡娟等人开发的PNIPAAm/EC复合纳米纤维在25℃时，具有较强的亲水性，当温度为40℃时，疏水性明显增强，具备良好的温敏性，可用于智能型载药材料。智能调温纺织品是指对温度或温度变化有响应能力，可以实现双向调节作用的智能纺织品，其调温原理是相变物质随外界温度的变化实现液态-固态的可逆变化进而调节纺织品自身的温度。
智能变色服装根据反应机理不同分为光敏智能变色服装和温敏智能变色服装，主要应用于作战服、警示服、舞台装、日常穿着类变色服等，克里斯·埃贝研发的“体温计”智能变色婴儿服可以根据婴儿体温显示不同颜色，温度越高，颜色越浅，当体温超过37摄氏度时，服装变为白色。GPS定位服装可以实时监测穿戴者所在位置，主要用于预防儿童、老人及野外探险者丢失，刘力源等人设计的定位数据采集系统可以实时定位室外环境下的目标物体，并准确的显示到显示器上，可与传统纺织服装材料结合开发防走失GPS定位服装。抗菌织物一般采用抗菌纤维或通过后整理改性技术把抗菌剂固接到纤维上来实现其抗菌效果。
2 纺织及服装产品的设计路径总结及新构思
2.1 纺织及服装产品的设计路径
在进行纺织品设计前，一般会先对市场及消费者进行调研，调研内容包括使用环境特点、颜色及款式的喜好、穿着时间、穿着舒适性及功能性等方面的需求，进而确定目标产品。目标产品确定后，开始设计构思，分别从织物组织、规格、花纹等方面进行搜集、筛选实现目标产品可用的设计手段，根据需求度筛选出最合适的设计手段。然后选择制造工艺，并从实现成本、功能性、最终效果满意度等各方面进行综合评价反馈调整设计方案并确定最终设计方案，完成纺织产品的设计
2.2 服装产品的设计路径新构思
在人工智能时代下，科技飞速发展，设计师及科研人员可以尝试由科技发展与市场需求相结合的引导式设计新思路，设计路径如图3所示。新的设计路径将推动智能纺织及服装产业的发展，促进其转型升级。智能纺织服装产品加工过程较为复杂，很多产品处于研究开发阶段，尚未形成完整产业体系，而且市场上见到的智能纺织服装产品价格普遍较高且存在一些缺陷，导致消费者接受度较低。为了解决这一问题，科研人员可以尝试通过市场需求及满意度调研，结合先进的科技发展来引导智能纺织服装产品的设计研发。
3 智能纺织及服装产品设计的要点、难点及亟需解决的问题
智能纺织及服装属于交叉学科研究领域，设计时需要考虑纺织、服装和材料等方面的关键技术，设计的要点、难点及亟需解决的问题主要包括以下几个方面：(1)如何将可导电能和数据的纤维编织到面料当中，并同时满足优良的导电和可穿戴性能；(2)批量生产技术，即如何把导线，传感器，节点嵌入到织物的纺织，裁剪，缝制工艺及同时把可导电和不可导电纤维，将电极和压电监测织物块一次性地编织成衣；(3)如何研发出同时具有导电性、柔软可穿戴性、易裁剪、易缝制性、耐洗涤、耐久性好的材料；(4)如何将电子器件集成到面料上并具有耐久性、耐洗涤性方面的连接和包装技术等；(5)智能服装的电源如何实现轻便、易携带、节能环保，可循环使用等；(6)如何保障智能服装的安全性。
4 结语
本文提出的由科技发展与市场需求相结合的引导式设计思路对未来纺织及服装产品设计具有一定的意义。将4D打印技术与人工智能技术结合应用于纺织及服装产品的开发具有一定的可行性。随着人工智能技术、智能柔性可穿戴材料、电子等相关技术的快速发展，智能纺织及服装产品也越来越柔软，穿戴灵活性越来越好。未来智能服装的发展将注重电子器件的微型化和柔性化研究、电子元件与服装契合方式及连接件的研究、智能服装的功能执行性、可靠性、耐久性、可穿着和可维护性研究、智能服装的热湿舒适性研究、电子原件与人体皮肤接触的感觉舒适性研究、服用安全性研究等。相信不久的将来，科研工作者将研发出舒适性好、功能稳定、耐洗涤性好、实用性强、绿色环保型智能服装产品。
参考文献
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