智能纺织服装的发展现状与进展

2024年3月18日发(作者：丹霞山风景名胜区)

智能纺织服装的发展现状与进展

范艳苹;胡克勤;陶仁中;李琪;张芳;黄宏旭

【摘 要】概述了智能纺织品的国内外发展现状、可穿戴产品在智能纺织服装产品

上的应用,并列举了典型的应用案例.详细探讨了智能纺织服装产品的发展前景和市

场潜力,并且对智能纺织品的竞争力进行了深入分析.智能纺织服装作为最能体现"可

穿戴"意义的拳头产品之一,是未来智能产品发展的主流趋势,将会引领传统纺织行业

掀起一场新的技术革命,具有无限的发展潜力和应用前景.

【期刊名称】《染整技术》

【年(卷),期】2017(039)007

【总页数】6页(P1-6)

【关键词】可穿戴;智能纺织品;健康医疗;传感器;智能服装

【作 者】范艳苹;胡克勤;陶仁中;李琪;张芳;黄宏旭

【作者单位】浙江省现代纺织工业研究院,浙江绍兴 312081;浙江省现代纺织工业

研究院,浙江绍兴 312081;浙江省现代纺织工业研究院,浙江绍兴 312081;浙江省现

代纺织工业研究院,浙江绍兴 312081;浙江恒祥检测技术服务有限公司,浙江绍兴

312081;台湾金鼎联合科技纤维股份有限公司,台湾 10451

【正文语种】中 文

【中图分类】TS106

智能纺织产品指能从热量、机械、化学、电磁、电气和其他来源对环境刺激产生反

应的材料，需要结合电子信息技术、传感器技术、纺织科学及材料科学等相关领域

的前沿技术。通过以下两大类方法可实现纺织服装的智能化：一类是运用智能服装

材料，包括形状记忆材料、相变材料、变色材料和刺激——反应水凝胶等；另一

类是将信息技术和微电子技术引入人们日常穿着的服装中，包括应用导电材料、柔

性传感器、无线通信技术和电源等[1-2]。因此，智能纺织品比传统纺织品附加了

更多功能。随着电子产品的小型化趋势、面料和电子元件制造成本的降低、导电材

料的引进和其他能实现一体化整合电子设备的快速发展，智能纺织品近几年也从沉

寂走向蓬勃发展。

据美国赢船公司调查显示，早在2012年，全球智能纺织品市场价值已经达到了

2.895亿美元[2]。近年来，智能纺织品开始了从被动型转为主动型的巨大发展，

第一代智能纺织品只能被动地感知环境刺激，而主动型智能纺织品包括传感器、执

行器和控制单元等组件。主动型智能纺织品包括防水、形状记忆、蓄热、电热等织

物。这些产品能够满足诸如极限运动、跑步、滑雪等运动织物产品的要求。

智能纺织品市场可以分成四大应用主题：消费品、医疗保健、企业用品和工业用品。

每种应用可以分为两个区域：非穿戴式智能纺织品和可穿戴式智能纺织品。

2013年，外国一份“互联网趋势报告”中，素有“互联网女皇”之称的玛丽·米克

（Mary Meeker）说过，虽然现在有些人嘲笑可穿戴技术，如谷歌眼镜，就像当

年有些人嘲笑个人电脑和互联网一样，但是不能否认，可穿戴技术正作为一类重大

科技变革而兴起，将像20世纪80年代的个人电脑和目前的移动计算及平板电脑

那样推动创新。可穿戴技术是20世纪60年代，美国麻省理工学院媒体实验室提

出的创新技术，利用该技术可以把多媒体、传感器和无线通信等技术嵌入人们的衣

着中，可支持手势和眼动操作等多种交互方式[1]。

可穿戴设备是随着可穿戴技术的产生发展而逐渐衍生出来创新科技产品，可穿戴智

能纺织品便是其中之一，它是基于通信、电子信息、传感器、纺织材料等相关领域

的多种前沿技术而实现的。智能服装是基于可穿戴技术，并与智能纺织技术结合进

行创新产品开发，因为随着生活水平的提高，人们对于服装的要求不再局限于舒适

性和时尚性，而是希望能够通过穿着服装达到个人健康护理、娱乐或与他人交流的

目的。智能纺织产业是前沿科技和朝阳产业，将极大地改变现代人的生活方式，它

将引领下一场可穿戴革命。

世界上第一款智能可穿戴产品是1977年，国外科学院为盲人做了一款背心，它把

头戴式摄像头获得的图像通过背心上的网格转换成触觉意象，让盲人也能“看”得

见。目前，包括苹果、谷歌、索尼等行业巨头们都早已进驻该领域，从谷歌眼镜、

苹果手表的横空出世到2014年的CES展览，多款英特尔的可穿戴产品，包括语

音助理耳机Jarvis、微型电路板Edison、婴儿监测连身衣Mimo、智能手表等产

品都有展出[2]。

目前，智能纺织服装产品主要应用于健康医疗领域、军事工业领域等。智能纺织品

在军事应用领域依然处于研究和发展阶段，弗吉尼亚理工大学等学院正专注于此领

域的研究[3]。

在健康医疗领域，英特尔CEO科再奇等高管对外发布了一款可以检测身体健康状

况的T恤，2014年上市。此款智能T恤是和台湾AIQ的公司进行合作开发（英

特尔提供了监控芯片）的可穿戴设备，该产品植入了英特尔研发的许多监测用传感

器,主要功能是身体健康监测，可以监测用户的心率、心电图等指标，还可以把大

量采集的数据以可视化的方式提供给医生，从而判断穿着智能T恤者的身体状况

[4]。这款智能T恤也可以和智能手机上的一款专用应用软件互相传输数据，用户

可在手机上了解各种监控指标的变化。这款T恤首先面向自行车运动员和爱好者

设计生产，不过也可以用来对医院病人以及老年人的身体健康进行监控。

由于人们对健康关注的需求上升，加上可穿戴健康医疗服装能够帮助人们节约医疗

成本、缩短诊疗流程，苹果、谷歌、索尼等行业巨头、IT大佬将进军医疗界业。

2013年下半年以来，苹果公司就开始招募在医疗传感器领域内地的顶尖精英加入

iWatch团队，并试图将无感知血液检测技术应用到可穿戴智能设备上，以实现医

疗检测技术和健康监控指标在移动智能终端设备上的无缝连接[5]。无独有偶，另

一巨头公司谷歌在可穿戴设备医疗上的备战也毫不懈怠，谷歌正在研发一款内含测

量眼泪中血糖水平传感器的隐形眼镜，并将所收集的数据发送到智能手机等移动设

备中进行分析，以避免糖尿病患者通过刺破皮肤采集血样检测血糖水平。除上述两

大公司之外，一批科技企业对可穿戴医疗健康设备的产品创新价值的挖掘也毫不示

弱。据微软内部人士声称，公司2011年便已开始启动葡萄糖感应隐形眼镜项目；

荷兰Novio Sen公司也在研发一款类似的内置眼内的传感器产品，可远程检测

眼内葡萄糖水平，预计2017年将进行第一阶段的临床试验。索尼进军健康追踪市

场，推出健康追踪微型芯片Core，可内置到智能腕带等其他产品里。

实际上，在可穿戴健康医疗设备的早期阶段，以健身数据跟踪为主的智能腕带、智

能手表等已然成为各大科技企业相互争夺的领域，也有越来越多的公司正在试验用

智能蓝牙技术将传感器直接植入人体内。比如美国Sensor tech corporation

2016年已经宣布一款新的骨科膝关节稳定产品，通过蓝牙技术减少患者的手术和

恢复时间。这也意味着可穿戴设备在医疗健康领域的技术发展有望不断推陈出新，

成为巨头公司们未来盈利看好的重要方向。

目前，国外对智能可穿戴及相关技术的研究已相对成熟，但仍然还有许多难题需要

解决,我国对于可穿戴智能纺织产品的研究尚不成熟。2006年之后，面向智能纺织

技术的成果急剧增加，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。智能纺织服装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。但是，我国无论是在研发机

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

可穿戴产品的不断成熟，我国也将尝试智能服装产品的自主研发。

纵观国内，2014年4 月，“可穿戴技术产业推进联盟”正式成立，中国工程院院

士倪光南担任名誉理事长。中国上海复旦大学的研究人员首次制备出了基于碳纳米

管（CNT）的纤维状全锂离子电池，可被灵活地编织成具有高性能的柔性能源纺

织品[6]。碳纳米管（CNT）复合纱线，可牢牢缠绕进棉纤维之中，创建出高性能

的锂离子电池。该纤维的直径为1 mm左右，可以编织成柔性的织物或布料，并

且可与灵活的可佩戴电子设备兼容。这种纤维状电池与用于制衣的聚合物纤维兼容，

实现了高性能的电池。

国内企业也紧锣密鼓的进入或拓展可穿戴领域。厦门凌拓科技业务转型至物联网智

能穿戴的发展方向，目前，产品包括智能手表、儿童手环、智能鞋传感器等可穿戴

产品；九安医疗推出iHealth 系列产品；国内智能可穿戴设备公司咕咚网宣布，由

深创投进行领投，融资金额达到6 000 万元投入可穿戴领域，主要产品为智能手

表、健康腕带、鞋袜等。

可穿戴式智能纺织产品的最佳案例是Mimo婴儿连体衣，其将电子传感器内置于

可清洗的婴儿连体衣内，可以追踪监测到婴儿的活动量、呼吸和体温。监测到的数

据将被传输到小乌龟形状的Wifi连接器中，再发送到父母的智能手机上[2]。

Mimo公司已开发出适用于iOS系统和安卓系统的APP供用户下载使用。Mimo

技术能让父母们知道孩子是否睡得安稳，知道孩子在哪里、活动量如何，知道孩子

的体温是否正常。2014年，Mimo婴儿连体衣已正式上线销售，其整套产品包括

一个小乌龟形状Wifi连接器、一个家用Wifi基站和充电座Lilypad以及三件婴儿

连体衣，分别适用于0～3个月、3～6个月和6～12个月婴儿。

miCoach是阿迪达斯推出的子品牌，用于推出智能体育用品，类似Nike+系列，

包括智能手表、智能足球。而2014年，miCoach系列里则推出了可佩戴

miCoach心率监测器的运动文胸，目前零售价约为55美元。事实上，监测器是

一个可脱卸的配件，但却能和文胸贴切的结合在一起，见图1。

近期，知名内衣和文胸品牌“维多利亚的秘密”（Victoria’s Secret，以下简称

“维秘”）发布一款智能运动文胸Incredible，见图2。这款文胸内置了心率带，

可以用来配合监测穿戴者的心跳。根据维秘的介绍，这款智能运动文胸主要适用于

用户在进行跑步或拳击等运动时佩戴，为了获得良好的排汗效果，其采用了“舒适

且适用于运动的超软松紧带”和“body-wick”结构，当然，其最重要的功能还是

配备了心率带。

由法国公司Cityzen Sciences在eolane、groupe Cyclelab、BPI France等四家

公司的支持下，开发的一款有智能感应功能的T恤，见图3。这款多功能智能T恤，

融合了多种传感技术，适用于教练、专业运动员或者是希望获知自身生理特征的大

忙人。D-Shirt内置多种微型传感器，例如心率监测、体温检测和其他重要的指标，

而D-Shirt会把监测到的数据储存到一个胶囊里面。设备同时可通过蓝牙功能将数

据同步至电脑和移动设备中，用户就能随时查看相关信息。这款T恤在国际消费

电子展（International CES）上荣膺最具创新性新产品奖项，已经在欧洲销售。

2016年,国内知名男装品牌柒牌发布了一款智能时尚夹克（见图4），以智能时尚

为基础，将多功能服装、智能模块以及智能APP进行连接，打造三位一体的商旅

时尚圈。以智能时尚产品为入口，通过精准智能数据分析、时尚内容打造、互动及

分享平台搭建，建立品牌与粉丝、粉丝与粉丝之间的紧密关联，在服装设计上也突

破传统夹克设计，设计了多达17个贴身隐形置物口袋。该款夹克还有可拆卸连衣

帽、遮光眼罩及瞬时充气枕，能够让商旅人士的长途旅行更安心舒适。此外，夹克

还可以瞬间变身为单肩包，携带便捷。从而推动商业模式、传播模式的创新，实现

传统服装企业的转型与升级。该夹克的出现也宣告了中国男装正式走进智能时尚新

时代。

智能情绪感知衣物 Wearable Abnce Project（WAP），由蒙特利尔大学以及

伦敦大学两组研究人员设计开发。WAP 风衣内装配了扩音器、传感器以及身体信

号分析器，可以监测使用者的身体信号，从而判断使用者的情绪变化。在情绪低落

时，风衣会播放一些轻音乐来舒缓心情，其工作原理是通过衣物中的生物传感器，

监测和传送生理数据到互联网上。然后，再根据使用者的心情回传适合心情的预录

音频，设计者认为这种衣物可以帮助自闭症患者走出封闭，也可以帮助独居老人与

家人建立沟通。现在，情绪感知衣物还处在测试阶段，更加实用的产品还在进一步

设计开发中。

由日本理工的学生设计的一款“受伤套装”（见图5），套装采用日本富士公司研

发的常常被用在印刷技术中的压敏膜，把它用在衣服上之后，就可以在不切开身体

的情况下感知受伤状况，其中的膜片能在受伤部位形成红色的花瓣块，花瓣块的颜

色越深，说明受伤越严重。另外，这套衣服还能知道用户身上哪里有旧伤，目前还

在模型阶段，不过未来的日子里，国内“马路拼演技的杀手们”要小心了，严防穿

帮。

由神经系统科学家大卫·伊戈尔曼（David Eagleman）和他的学生们开发出的一款

智能衣，名叫“Vibrotactile Extra-Sensory Transducer”（简称“Vest”），

见图6。听力受损者将这款类似背心的智能衣服穿在身上，能够感知外界的声音，

Vest是将声音转化为触觉反馈，伊戈尔曼表示，用户在经过训练后，大脑可以知

道如何将Vest的震动转化为有用信息，这也就是说，Vest穿用者有可能通过皮肤

“听到”外部声音。目前，Vest侧重的主要还是帮助恢复听力，不过伊戈尔曼最

终希望使用相同的系统来增强人的认知，通过皮肤来感知天气状况和股票数据。

SIREN SOCKS智能袜是为了提示糖尿病患者因为血液粘稠度会增加引起血管炎症

和血管闭塞而出现的下肢水肿情况的一种智能袜子（见图7）。袜子将温度传感器

融合进纺织材料中，通过对脚上六个不同部位随时检测，让糖尿病人随时了解身体

状况，一旦温度变化异常，将有水肿问题出现的时候，它会通过蓝牙模块发送消息，

第一时间提醒你。该发明的初衷就是能更好地监测脚部的温度状况，从而更好地预

防水肿发生，但官方表示这双袜子的使用时长是 6个月，因为电池集成在蓝牙模

块里不可更换。另外，水洗没有什么问题。目前，该袜售价为7 双 120 美元（约

合人民币 828 元）。除了智能袜，还有一款名叫SurroSen Rx的智能鞋也出现，

这双鞋借助在鞋垫上的压力传感器随时反馈，将数据信息发送到对应的手表上面，

从而帮助糖尿病人随时了解自己是否有水肿的可能，虽然原理和前面提到的

SIREN SOCKS 并不一样，但都能够对于脚上的健康进行实时追踪。

谷歌又推出一款会说话的鞋，见图8。这双鞋配备了一个电脑芯片、扬声器、压力

传感器等，它会根据用户活动的不同情况说出不同的话来。例如，若用户穿着它坐

在公园的长椅上，它可能会对主人说：“太无聊了！” [7]。

2012年，智能纺织品军事防卫应用占整体市场份额的27.5%。其中，在危险环境

和极端条件下的实时信息技术是军事防卫领域对智能纺织品的关键需求。智能纺织

品性能的改进和可穿戴技术的可用性将对国防力量和应急响应服务等行业产生积极

的影响。此外，生命体征监测以及监测环境危害时减少伤害等也是智能纺织品在军

事防卫领域的关键应用。而在消防领域中，智能纺织品还需考虑发展方向，包括方

便清洗、更高舒适度等能准确测量温度等。智能纺织品在军事应用领域依然处于研

究和发展阶段，弗吉尼亚理工大学等学院正专注于此领域的研究。

在时尚和娱乐应用领域，通过发光二极管（LED）集成的发光纺织品将是一个诱人

的商机。此外，还有人们越来越离不开的含有微处理器、数据传输和电力供应的手

提电脑、智能手机、数字相机等设备。

随着技术的发展，智能纺织品越做越柔软、灵活，可整合各种组件的完全可携带型

智能纺织品，智能纺织品的应用也延伸至医疗保健领域，应用于预防性医疗保健服

务和健康监测系统，智能纺织品对病人的远程监测功能弥补了病人不能频繁去诊所

就诊的遗憾[4]。此外，智能纺织品也应用于体育行业，具有水分控制功能的纺织

品和透气防水面料可以确保贴身纺织品的舒适度和防护性能。相变技术可以应用在

帮助运动员的身体保持恒定的温度，并可以让运动员了解自身的生理情况。

2013年6月的最新数据表明，消费者在移动设备上的点击和内容分享数量是电脑

的2倍，这使得智能手机成为了可穿戴技术爆发的核心驱动力，与此同时，智能

手机的性能不断提升，渗透率急速增长，云互联、可穿戴技术的便携性能优势越来

越明显。目前全球可穿戴市场规模约为30～50亿美元，将会在未来两到三年时间

内，成长为300～500亿美元的巨大市场，而2014年将成为其普及元年[8]。

2014年,全世界装运超过1 900万个穿戴设备，是2013年的3倍，到2018年，

年复合增长率将达到78%，市场规模将会超过126亿美元[9]。

随着4G和移动终端的普及，国内可穿戴市场也将迎来爆发性成长，我国国内在

2013年也约售出675万台设备，这一数字也将在未来几年急速增长。据艾瑞咨询

数据统计， 2016年国内将快速增至7 350万台；2013年中国可穿戴设备规模为

20.3亿元，2016年成长为169.4亿元的巨大市场[10]。

总体而言，智能纺织服装产品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有的恐惧。但人们越来越离不开

的含有微处理器、数据传输和电力供应的手提电脑、智能手机、数字相机等设备，

随着技术的发展，智能纺织品也会越做越柔软、灵活，可实现整合各种组件的完全

可携带型智能纺织品。

况且,智能纺织服装已经贴近我们生活，离我们很近。智能穿戴的目的是探索人和

科技全新的交互方式，为每个人提供专属的、个性化的服务。智能穿戴设备是意义

深远的一类科技设备，将极大地改变现代人的生活方式，并拥有强大的产业成长空

间，因此，可穿戴式智能服装必将引领传统纺织行业一场新的技术革命，具有无限

的发展潜力和应用前景。

目前，传统纺织服装行业日渐萎缩，需要谋求变化和转型，因此，智能模块的加入

能促进纺织服装行业转型升级,同时，科技、互联网的融入也拓展了人们对服装的

想象，满足了人们对个性化服装的期待。智能产品的本质是将现实世界与虚拟世界

结合，它就像给现实世界的传统服饰加上一个菜单，人们通过这个菜单可以连接互

联网与现实场景，达成自由沟通。目前，纺织服装产品已经成为各种穿戴式技术实

验的新载体。

全球智能纺织行业的特点在于参与其中的行业和企业繁多，包括：纺织品公司、电

子原始设备制造商（代加工商）、系统集成商以及研究机构。阿迪达斯、耐克等公

司是服饰演绎中最重要的行业参与者。电子和纺织品组件供应商和代加工商包括英

飞凌科技、飞利浦、Fibretronic、Peratech公司，系统集成商如Clothing+和

Ohmatex公司能胜任工业设计和电子工程的工作，更能将其整合进纺织品。北卡

州立大学、瑞士联邦理工学院、Centexbel、坦佩雷理工等高校和研究机构也参与

到智能纺织品的研发中。葡萄牙的纳米技术和智能材料中心（CeNTI）一直专注于

通过智能纺织品采集能源，并用在一些常见的应用领域中，还十分专注于自洁纺织

品的研发及商业化,目前已经开发出一种能产生足够的能量来让衣服发光的智能纺

织物。

北美将在未来几年内成为智能纺织品最大的市场，欧洲也已设立了一系列智能、交

互的纺织品研究项目，他们希望由此可以复兴欧洲的纺织业。印度和中国等低成本

生产的国家也将促进亚太地区纺织品行业的发展，亚太地区市场将急速增长，预计

2013～2020年的年均复合增长率将达到25.2%。

智能纺织品的生产中缺少不了可穿戴技术，而这些技术也将帮助纺织业与可穿戴设

备开拓垂直市场，在未来，可能有机会用这些智能纺织品来监测人们的健康状况，

保证生活质量。中国是世界上老年人口最多、增长最快的国家，预计到2016年，

劳动力年龄人口会达到10亿，60岁以上的老龄人口将于2040年前后达到 4亿

左右，2050年老年人口达峰值。智能纺织服装及相关技术的出现，是实现医院、

社区、家庭与个人相结合的一种有效方式，是缓解人们对健康监测需求与医疗资源

有限的有效途径[4]。目前，可穿戴健康监测系统已成为当今国际备受关注的新兴

前沿热点研究领域之一，国内市场潜力很大。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。但是，国内近年来一直不懈的致力于智

能服装的研发与设计，遵循以用户为中心的设计理念，结合可穿戴技术与电子信息

技术，研发出了能够应用在健康医疗、功能防护、运动休闲等领域的智能纺织服装

产品。

国内在智能纺织服装技术方面已经完全具备技术条件，甚至某些领域赶超国际可穿

戴巨伽，2012年开始很多中国厂商尝试开发智能纺织服装产品，从头到脚，口罩、

智能服装、智能鞋等，问题的关键在于技术的产业化环节，期待国内能够开发出实

用适用的可穿戴领域杀手级纺织服装产品，达到消费者的预期。满足大众对多元化

产品、多功能集成产品的需求。

【相关文献】

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[2]王晓颖.智能纺织品的新发展[J].印刷杂志,2014(5):12-15.

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43.

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