基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝研究①

侯 玉（南京藝術(shù)學(xué)院 設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210013）

一、前言

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能硬件發(fā)展的大背景下，人們的生活方式及狀態(tài)發(fā)生了極其巨大的變化，身邊的一切物品都因此發(fā)生了改變，從家居到出行，從通訊到社交，日常生活中的建筑、產(chǎn)品，及服飾在形態(tài)和使用方式上都呈現(xiàn)著顛覆式的創(chuàng)新。功能性服裝作為服裝領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分已經(jīng)日益為人們所重視，其適用范圍已不僅僅限于特殊的工作環(huán)境及場合，在網(wǎng)絡(luò)及智能技術(shù)背景下由專業(yè)領(lǐng)域向日常生活領(lǐng)域不斷滲透，在這個(gè)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)師不僅需要在視覺形式上做出相應(yīng)的突破，更要在設(shè)計(jì)思維及具體的設(shè)計(jì)思路、實(shí)現(xiàn)方式上進(jìn)行創(chuàng)新。

二、功能性服裝的發(fā)展現(xiàn)狀

功能性服裝是指針對(duì)某些具體的功能要求而設(shè)計(jì)的服裝，通常不僅起到遮羞、保暖，及美觀的作用，而且是專門滿足某些健康需求、職業(yè)要求、工作環(huán)境，及操作的需求，可分為防護(hù)型與非防護(hù)型，其中包括：1. 特殊環(huán)境下防護(hù)的作業(yè)服裝：如消防服、防彈衣、登山服、防輻射服、潛水服救生衣等；2. 具有社會(huì)規(guī)范功能的各種行業(yè)制服：如軍裝、警服等；3. 針對(duì)某些行業(yè)或領(lǐng)域的專業(yè)化服裝，如：專業(yè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目服裝等；4. 具有一定功能且非專業(yè)化的常服，如：運(yùn)動(dòng)休閑服裝等。

功能性服裝的使用已經(jīng)有相當(dāng)久遠(yuǎn)的歷史，例如：根據(jù)《周禮?春官?司服》記載中，在中國周朝時(shí)期就已經(jīng)出現(xiàn)的朝服——皮弁服[1]，就是我國最早的官員制服，其功能不在于御寒遮羞或單純的美化，而是對(duì)身份等級(jí)進(jìn)行區(qū)分。再如士兵的鎧甲，在各個(gè)國家古代就已經(jīng)開始在軍隊(duì)中大量使用，冷兵器時(shí)代的士兵為了抵御戰(zhàn)場中的武器傷害，使用皮革、藤條，以及金屬等材料制成鎧甲，時(shí)至今日，軍隊(duì)使用各種復(fù)合纖維材料制成防彈衣來保護(hù)士兵。盡管類似的功能性服裝有著久遠(yuǎn)的歷史，但作為專門的、系統(tǒng)化的研究領(lǐng)域則是從20世紀(jì)40年代左右開始的。針對(duì)士兵在嚴(yán)酷作戰(zhàn)環(huán)境下的需求，各國紛紛對(duì)服裝的舒適性及功能性展開研究，并將研究領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展至生產(chǎn)及生活領(lǐng)域，如：消防員的消防服、游泳運(yùn)動(dòng)員的鯊魚皮泳衣、登山愛好者的登山服等。目前，功能性服裝的設(shè)計(jì)與研究有如下特征：

1.針對(duì)特定職業(yè)需求展開研發(fā)

大部分情況下，功能性服裝的設(shè)計(jì)和研發(fā)是圍繞職業(yè)需求進(jìn)行的，其中以職業(yè)裝和防護(hù)服最為常見。企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)根據(jù)用戶的具體要求確定設(shè)計(jì)指標(biāo)，然后進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)品研發(fā)，例如：部隊(duì)在進(jìn)行防彈衣招標(biāo)過程中會(huì)提出防彈等級(jí)、重量、維護(hù)性等要求，再由廠家進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。另外，一些作業(yè)類防護(hù)服設(shè)有國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此在設(shè)計(jì)過程中通常是嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，例如：消防員的防火服，其款式及面料選擇必須嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保障消防人員在工作過程中的人身安全。而對(duì)于一些職業(yè)裝而言，其標(biāo)準(zhǔn)不是行業(yè)通用的，因此在設(shè)計(jì)過程中則更多地考慮到企業(yè)自身的需求，例如：大部分航空公司的空乘人員是穿著西式制服進(jìn)行工作的，但有些東南亞國家的航空公司空乘人員則穿著改良過的本民族傳統(tǒng)服裝進(jìn)行工作，也有航空公司要求空乘人員穿著運(yùn)動(dòng)服進(jìn)行工作。在此類功能性服裝的研發(fā)過程中，設(shè)計(jì)師往往非常重視對(duì)既定指標(biāo)的達(dá)成，較容易忽視用戶在使用場景中的潛在需求，因此常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)指標(biāo)完全合格而實(shí)際著裝的使用過程中卻不能很好地滿足穿著者操作需求的情況，即所謂的“重指標(biāo)、輕體驗(yàn)”。

2.以材料研究及開發(fā)為主要方向

目前功能性服裝的設(shè)計(jì)主要是對(duì)應(yīng)特殊工作需求及工作環(huán)境的，例如：工人在無塵車間工作時(shí)有著裝不能產(chǎn)生靜電的要求，宇航員在太空環(huán)境下需要避免輻射。這些服裝通常要求具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、阻燃、防紫外線、防輻射、耐腐蝕等特性，因此對(duì)于相關(guān)的材料研發(fā)是居于主導(dǎo)地位的。事實(shí)上，早在公元1600年以前，中美洲和南美洲就已經(jīng)出現(xiàn)了防水織物，而隨著高分子科學(xué)的發(fā)展，合成材料成為功能性服裝材料的主流，并呈現(xiàn)出差別化、功能化和高度性能化的特征，一些傳統(tǒng)織物材料也通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段進(jìn)行改良，進(jìn)而應(yīng)用于功能性服裝的開發(fā)。另外，一些新技術(shù)領(lǐng)域的介入使得新材料出現(xiàn)了智能化的趨勢[2]，如：相變材料、納米技術(shù)的應(yīng)用使得很多紡織材料具備了溫度調(diào)節(jié)、變色等特性，進(jìn)一步拓展了功能性服裝的性能范圍。

3.較為固定的功能指向及封閉的配件系統(tǒng)

由于針對(duì)具體的職業(yè)特性或單一的工作環(huán)境進(jìn)行研發(fā)，功能性服裝通常具有較為固定的功能指向，其防護(hù)功能或強(qiáng)化功能是有明確作用范圍的，例如：在潛水員作業(yè)過程中，由于所處的潛水深度、壓力、溫度等環(huán)境條件的差異，選用的潛水服也會(huì)有所不同，深潛需要較強(qiáng)的抗壓能力，而浮潛則對(duì)抗壓力沒有特別要求。因此，對(duì)于專業(yè)化較強(qiáng)的功能性服裝而言，其應(yīng)用領(lǐng)域往往比較狹窄、集中。另外，一些功能性服裝在穿著過程中會(huì)結(jié)合配件使用，例如：防彈衣的防彈插板是根據(jù)兵種及戰(zhàn)場環(huán)境進(jìn)行配置的，另外還會(huì)附帶一些戰(zhàn)術(shù)配件。目前這類功能性服裝的兼容性是較差的，往往只能對(duì)應(yīng)有限的配件，一旦出現(xiàn)新的相關(guān)配件就需要從整體上更新服裝，面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代快速的硬件迭代就顯得力不從心。

三、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)功能性服裝發(fā)展的影響

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用對(duì)人們生活方式及生產(chǎn)方式產(chǎn)生了極大的影響，幾乎所有的智能硬件設(shè)備和可穿戴設(shè)備都通過接入互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)功能的放大，人們通過這種設(shè)備—網(wǎng)絡(luò)—設(shè)備的方式加強(qiáng)了自身獲取信息的能力，延伸了對(duì)周邊環(huán)境的控制力，減小了時(shí)間與空間的障礙。基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的放大效應(yīng)，能夠承載更為廣泛和高效的功能，為穿著者帶來更加便捷的體驗(yàn)，具體來講有以下幾點(diǎn)：

1.拓展了應(yīng)用范圍

功能性服裝的應(yīng)用集中于職業(yè)裝及具有特定需求的工作場合，例如：噴漆車間工人在進(jìn)行作業(yè)時(shí)需要依靠防護(hù)服來隔絕身體與有害氣體的接觸，而在日常生活中則較少有衣物能夠幫助穿著者抵御由于災(zāi)害性氣候或事件帶來的傷害。而通過互聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及智能纖維材料的結(jié)合，則能極大地拓展功能性服裝的應(yīng)用范圍，從具有高度職業(yè)要求的工作服到日常穿著的休閑服裝，從對(duì)應(yīng)極端環(huán)境的防護(hù)服到一般環(huán)境下穿著的常服，功能性服裝將在更多的領(lǐng)域受到人們的重視。

2.提升了功能

目前功能性服裝的設(shè)計(jì)開發(fā)主要針對(duì)工作防護(hù)、提升運(yùn)動(dòng)成績等方面，通過與可穿戴設(shè)備以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的整合，使其具備了強(qiáng)大的信息收集、處理及反饋能力，能夠在日常生活及工作中為穿著者提供更便捷的服務(wù)。例如：傳統(tǒng)的戶外運(yùn)動(dòng)愛好者的沖鋒衣主要功能為防寒保暖，其功能受限于所采用面料的固有特性，而結(jié)合可穿戴設(shè)備的新型沖鋒衣通過收集用戶的心率、體溫、排汗等相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠控制智能纖維自主地調(diào)節(jié)服裝的透氣度，在保暖的同時(shí)排出著裝內(nèi)的水汽，從而提升穿著的舒適性[3]。

3.改變了屬性

傳統(tǒng)的功能性服裝從本質(zhì)上來說沒有脫離服裝的基本屬性，即：保護(hù)與裝飾。無論是用于抵御特殊傷害、隔絕極端環(huán)境或是用于職業(yè)場合中標(biāo)明身份及滿足工作需要等方面，功能性服裝仍然主要用于包裹人體。然而隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，在人們的日常工作及生活中不可避免的越來越依賴于大量的硬件設(shè)備，這些設(shè)備附著于人體表面既給人們帶來了功能上的便利，也增加了使用者的負(fù)擔(dān)，而隨著如納米材料、智能纖維等新型面料的大量涌現(xiàn)，同時(shí)可穿戴設(shè)備不斷輕薄化，逐漸具備了與服裝整合為一體的可能性，從而使得功能性服裝由傳統(tǒng)意義上的防護(hù)服轉(zhuǎn)變?yōu)榭纱┐髟O(shè)備的平臺(tái)或載體。對(duì)于穿著者而言，不但提升了工作效率，獲得了生活上的便利，同時(shí)也將自己置身于網(wǎng)絡(luò)與智能硬件的全方位包裹之中，最終成為未來物聯(lián)網(wǎng)世界中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

四、基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝設(shè)計(jì)思路及方法

通過上文分析我們可以發(fā)現(xiàn)，基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝已經(jīng)不再是單純意義上的日?；蚬ぷ髦b，而是成為了依附于人體的硬件綜合體，因此其設(shè)計(jì)思路和方法也就有別于傳統(tǒng)的服裝設(shè)計(jì)。

1.設(shè)計(jì)思路

（1）從穿著者的核心需求入手。

由于基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝能夠搭載多種硬件設(shè)備，其功能必然較為繁雜，不分主次的無限制疊加功能非但不能給穿著者帶來便利，反而會(huì)成為一種累贅，因此設(shè)計(jì)師必須從穿著者的核心需求入手，理清主次關(guān)系，強(qiáng)化主要功能，弱化甚至拋棄掉一些可有可無的功能，以免使服裝成為可穿戴設(shè)備的大雜燴，在穿著的基本層面上失去舒適性和便捷性[4]。同時(shí)，也只有強(qiáng)化核心功能才能使服裝對(duì)穿著者的保護(hù)和輔助作用發(fā)揮到最大。

（2）良好的拓展性和開放性。

基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝作為硬件集成的平臺(tái)應(yīng)當(dāng)具有良好的拓展性和開放性，這是由其面對(duì)的工作內(nèi)容和穿著環(huán)境所決定的。首先，無論在工作中還是日常生活中，人們所進(jìn)行的工作內(nèi)容、面臨的環(huán)境以及自身狀態(tài)往往不是一成不變的，因此功能性服裝所結(jié)合的硬件設(shè)備也是多種多樣的。其次，在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代即使是功能較為單一的功能性服裝，其硬件設(shè)備必然面臨較快的迭代和升級(jí)，因此功能性服裝必須具有開放性，這種開放性既是指對(duì)于硬件設(shè)備的接納能力，也是指服裝自身結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性。

（3）穿著方式與交互方式的融合。

傳統(tǒng)的服裝在設(shè)計(jì)過程中主要考慮合身與美觀，而基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝則在此基礎(chǔ)上更加強(qiáng)調(diào)研究穿著方式與交互方式的關(guān)系。由于穿著者在生活或工作過程中可能會(huì)主動(dòng)使用到服裝上的某些功能，因此其穿著方式不能對(duì)其使用過程產(chǎn)生阻礙，同時(shí)使用的過程也應(yīng)當(dāng)盡可能的符合穿著者的固有認(rèn)知和習(xí)慣，從而具有操作的流暢性和便捷性[5]。例如：在外科醫(yī)生的智能化手術(shù)服設(shè)計(jì)上，必須考慮到其手術(shù)過程中經(jīng)常需要使用的功能，如快速排汗、除霧、調(diào)整手術(shù)用電子設(shè)備顯示等功能，使其既能夠?yàn)槭中g(shù)提供良好的服務(wù)，同時(shí)也不會(huì)因其操作分散醫(yī)生的注意力。

2.設(shè)計(jì)方法

（1）尺寸的測量及運(yùn)動(dòng)方式的考量。

服裝設(shè)計(jì)過程中對(duì)穿著者尺寸的測量非常關(guān)鍵，在實(shí)測尺寸的基礎(chǔ)上通常會(huì)進(jìn)行放量處理，功能性服裝常常需要滿足穿著者特定的動(dòng)作要求并且需要與可穿戴設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，因此必須考量和研究與使用狀況相符的尺寸關(guān)系。例如：野外勘探人員經(jīng)常會(huì)在較為復(fù)雜的地形環(huán)境下進(jìn)行工作，需要進(jìn)行較大幅度的攀登或操作，因此他們的工作服在一些關(guān)鍵部位尺寸上需要進(jìn)行專門的考量；同時(shí)由于其需要攜帶的設(shè)備較多，因此必須通過適合的尺寸設(shè)定滿足既舒適輕便又滿足功能性的需求。

（2）穿著環(huán)境對(duì)款式的影響。

功能性服裝常會(huì)在較為特殊的工作環(huán)境下使用，穿著者在特定環(huán)境下需要通過服裝款式的設(shè)計(jì)滿足其需求。例如，在溫度變化較大的環(huán)境下，服裝需要考慮通過增加開口來快速調(diào)節(jié)溫度[6]；連體工作服的設(shè)計(jì)需要考慮在特殊情況下穿著者快速穿、脫的需求。另外，功能性服裝的款式也必須考慮特殊環(huán)境對(duì)可穿戴設(shè)備的影響，如：在較大濕度環(huán)境下，水汽對(duì)電子元器件的侵蝕較大，與之結(jié)合的功能性服裝需要通過適合的款式設(shè)計(jì)在操作便捷性與設(shè)備維護(hù)之間取得平衡。

（3）材料的選擇及應(yīng)用。

隨著大量新型纖維材料、智能材料的出現(xiàn)，配合微型芯片技術(shù)，功能性服裝與可穿戴設(shè)備的結(jié)合不會(huì)是簡單地相加關(guān)系，常規(guī)面料與新型材料的結(jié)合將由最初裝飾性與功能性的分離逐漸走向融合，同時(shí)考慮到日常清洗等方面的需求，新材料的應(yīng)用也需要與款式設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的比對(duì)參照。

五、結(jié)語

綜上所述，伴隨可穿戴設(shè)備、智能硬件、新型材料以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，功能性服裝的運(yùn)用將越來越多的由專門性的工作領(lǐng)域擴(kuò)展至日常生活領(lǐng)域，由特殊的環(huán)境延伸到廣泛的生活空間，為人們帶來更為便捷的工作、生活體驗(yàn)。同時(shí)，基于可穿戴設(shè)備的功能性服裝的設(shè)計(jì)和研究也需要結(jié)合更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域不斷拓展和深化，最終消除由技術(shù)局限帶來的累贅，真正融入到人們的生活當(dāng)中。