智能服裝技術(shù)的專利分析

陳韋態(tài)

(國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心,北京100160)

日常生活隨處可見智能化技術(shù),如智能腕帶、智能手環(huán)和智能眼鏡等可穿戴技術(shù),已走進(jìn)人們的日常生活。近年來,當(dāng)智能化技術(shù)與服裝相結(jié)合,使得人們與智能化技術(shù)愈加親近,智能服裝使人們生活更加智慧,收集、共享信息更加便捷;使人們的健康更有保障,工作效率更加提升,生活更加多姿多彩。服裝不再只是傳統(tǒng)意義上的保暖、裝飾功能,形狀記憶[1]、可編程T恤、智能保健服、智能夾克、變色服裝、微博禮服和支付服裝等已出現(xiàn),新型技術(shù)需要專利技術(shù)保駕護(hù)航,智能服裝也不例外,基于此,本文將從專利的角度分析智能化服裝專利技術(shù),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為截至2019年8月30日的發(fā)明專利申請(qǐng)。

圖1 國內(nèi)外智能服裝專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

1 智能服裝專利申請(qǐng)情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見圖1)顯示,目前智能化服裝在全球的發(fā)明專利申請(qǐng)近6 000件,具有較強(qiáng)的市場(chǎng)潛力,其中國內(nèi)申請(qǐng)數(shù)量占六成以上,國內(nèi)外創(chuàng)新主體均積極在進(jìn)行智能服裝的專利布局。

從技術(shù)領(lǐng)域分布來看,從原材料、半成品到成品,智能化因子已滲透到服裝成型的各關(guān)鍵流程節(jié)點(diǎn),其中IPC國際專利分類A41D(外衣/防護(hù)服)均是國內(nèi)外創(chuàng)新主體特別關(guān)注的研發(fā)領(lǐng)域。由于在外衣/防護(hù)服中植入傳感器、多媒體、無線通信等可穿戴技術(shù)是服裝最直接的智能化技術(shù),故該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量也是最多的;此外,A43B(鞋)、A42B(帽)、D03D(機(jī)織物)、D01F(制作纖維等的化學(xué)特征)也是智能服裝開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。從國內(nèi)外的技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn),國外申請(qǐng)人已在G06F(電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理)領(lǐng)域有較多智能服裝的專利申請(qǐng),但國內(nèi)創(chuàng)新主體在該領(lǐng)域則少有研發(fā),說明國外申請(qǐng)人已率先涉及以電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)的人機(jī)交互等創(chuàng)新技術(shù)。

從創(chuàng)新主體分布來看,以東華大學(xué)為首的國內(nèi)排名前6位申請(qǐng)人全部來自高校,但國外則以NIKE、Adidas等鞋類廠商為代表,主體力量為企業(yè),主打市場(chǎng)產(chǎn)品,而國內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)智能服裝更多定位于基礎(chǔ)研究,市場(chǎng)導(dǎo)向不明顯,產(chǎn)學(xué)研的對(duì)接與耦合存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象。

從服裝智能化機(jī)理上來分類(見圖2),專利意義上的服裝智能技術(shù)可分為智能變色、智能記憶、智能調(diào)溫、智能偽裝、智能物聯(lián)等5種智能化技術(shù),而基于智能變色技術(shù)的專利申請(qǐng)量最多,智能記憶、智能調(diào)溫、智能偽裝、智能物聯(lián)等技術(shù)緊隨其后,其中在智能變色技術(shù)中,根據(jù)專利申請(qǐng)量的高低依次分別為光致變色、熱致變色、電致變色專利。智能記憶技術(shù)又可分為形狀記憶合金和形狀記憶聚合物技術(shù),形狀記憶合金類的專利申請(qǐng)數(shù)量高于形狀記憶聚合物類專利。

圖2 服裝智能化專利申請(qǐng)分布

2 智能服裝重點(diǎn)專利技術(shù)

通過對(duì)近10年的智能服裝專利分析可知,已涌現(xiàn)出一批服裝智能化的新興技術(shù),這些技術(shù)引領(lǐng)了未來服裝智能化的發(fā)展方向,以下分別對(duì)重點(diǎn)專利歸類進(jìn)行說明。

2.1 智能交互類

公開號(hào):WO2018200798A1;申請(qǐng)日:2018年;主題:交互式織物;技術(shù)方案:交互式織物包括傳感器,傳感器被編織到交互式織物中以形成被配置成檢測(cè)觸摸輸入的電容性觸摸傳感器的導(dǎo)電線。交互式織物可以具有多個(gè)電子模塊的交互對(duì)象,內(nèi)部電子模塊包括電子部件的第一子集,如被配置為檢測(cè)和接收用戶輸入動(dòng)作的感測(cè)電路,交互式對(duì)象還可以與控制器交互,該控制器被配置為基于用戶輸入的動(dòng)作從內(nèi)部電子模塊接收信息,輸出裝置可與控制器通信。技術(shù)效果:基于輸入,織物至少提供交互式的觸覺響應(yīng)、音頻響應(yīng)或視覺響應(yīng)。

公開號(hào):US2013328783A1;申請(qǐng)日:2012年;主題:一種智能紡織品;技術(shù)方案:一種用于用戶經(jīng)由智能紡織品輸入/輸出設(shè)備向一個(gè)或多個(gè)其他用戶唯一地傳送人類和個(gè)人信息的系統(tǒng)和方法,該信息可以顯示在與用戶相關(guān)聯(lián)的設(shè)備上,與一個(gè)或多個(gè)其他用戶相關(guān)聯(lián)的一件或多件其他衣服上,或者與目標(biāo)用戶鄰近并相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備上。該信息可以由從源用戶到目標(biāo)用戶或從指向一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)用戶的第三方的顯示信息的直接輸入產(chǎn)生。

解決問題:該方法使得能夠在智能紡織品輸出設(shè)備上執(zhí)行輸出動(dòng)作,從而識(shí)別由用戶創(chuàng)建的并且在與目標(biāo)用戶相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)衣服物品或者可穿戴配件上顯示的繪畫,減少電路消耗的功率量,并且允許用戶經(jīng)由智能紡織品輸出設(shè)備向其他用戶唯一地傳送個(gè)人信息,用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板等處理設(shè)備的信息采集和顯示。

2.2 智能物聯(lián)類

公開號(hào):KR20180121171A;申請(qǐng)日:2017年;主題:一種物聯(lián)網(wǎng)發(fā)熱襪子;技術(shù)方案:襪子具有一個(gè)安裝在腳部的發(fā)熱元件,在腿部安裝一個(gè)控制塊,控制發(fā)熱元件,并在智能儀器中應(yīng)用,發(fā)熱元件具有一個(gè)發(fā)熱元件。解決問題:加熱元件在糖尿病患者的腳踝中產(chǎn)生熱量,使糖尿病患者的腳部血液循環(huán)得到改善。

2.3 智能充電類

公開號(hào):CN109309408A;申請(qǐng)日:2018年;主題:一種可無線充電的智能服裝;技術(shù)方案:將多個(gè)電感器(作為無線電力接收器)集成到紡織品中,相應(yīng)的電感器串聯(lián)整流元件。解決問題:有線充電的有線連接器可能會(huì)暴露導(dǎo)體,導(dǎo)致服裝在穿著和洗滌過程中承受潮濕的能力受損。另外服裝的使用者必須手動(dòng)連接有線充電器,使得服裝的整體維護(hù)更加復(fù)雜和不便利,該專利申請(qǐng)采用無線充電解決了上述問題。

2.4 智能預(yù)警類

公開號(hào):CN108028860A;申請(qǐng)日:2018年;主題:檢測(cè)事件并生成通知的智能織物;技術(shù)方案:將傳感器陣列集成到智能織物,傳感器陣列包括布置在織物中各個(gè)位置處的傳感器節(jié)點(diǎn),傳感器節(jié)點(diǎn)被配置以輸出指示在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件信號(hào),織物可進(jìn)一步包括發(fā)射機(jī)和控制單元,控制單元可被配置成從傳感器節(jié)點(diǎn)接收指示在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件信號(hào),并使用發(fā)射機(jī)傳送指定在織物中各個(gè)位置處檢測(cè)到的條件的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可被傳送到計(jì)算系統(tǒng),用于分析織物的狀態(tài)以檢測(cè)事件的發(fā)生,事件可以是織物的撕裂,織物中的扭曲大于閾值扭曲,或織物中的應(yīng)變大于閾值應(yīng)變。解決問題:在各種情況下,個(gè)人穿著服裝織物可能會(huì)被撕裂,經(jīng)歷極度的扭曲,或者在人受到攻擊時(shí)經(jīng)受極端的應(yīng)變,該專利申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)上述事件并生成通知。

公開號(hào):WO2016128778A2;申請(qǐng)日:2016年;主題:跑步用智能服裝;技術(shù)方案:提供一種用于監(jiān)測(cè)用戶跑步技術(shù)的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:由用戶穿著的至少一件跑步服,該衣服結(jié)合或攜帶至少一個(gè)傳感器,該傳感器用于檢測(cè)與用戶的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)參數(shù);處理單元,其被配置成從所述至少一個(gè)傳感器接收關(guān)于所述至少一個(gè)參數(shù)的信息,將所述參數(shù)或每個(gè)參數(shù)與跑步的生物力學(xué)模型的至少一個(gè)方面進(jìn)行比較,并且確定是否需要反饋響應(yīng);以及嵌入在衣服中或由衣服攜帶的裝置,用于在用戶跑步時(shí)向用戶提供反饋響應(yīng)。在一些情況下,生物力學(xué)模型可以通過分析指導(dǎo)建議、或分析身體活動(dòng)、或身體活動(dòng)的模型來生成。解決問題:通過測(cè)量生理測(cè)量調(diào)節(jié)跑步技術(shù),防止和/或減少傷害的可能性。

2.5 智能計(jì)步類

公開號(hào):WO2019046688;申請(qǐng)日:2018年;主題:服裝的傳感器系統(tǒng);技術(shù)方案:傳感器系統(tǒng)包括由用戶穿戴的衣服件,傳感器系統(tǒng)具有位于服裝單元上的可拉伸電容傳感器,以便在服裝單元被穿戴時(shí)測(cè)量用戶的生物特征參數(shù),照明系統(tǒng)基于測(cè)量的用戶的生物特征參數(shù)在指定照明區(qū)域中提供照明,可拉伸電容傳感器,具有當(dāng)衣服片被穿著在用戶身上時(shí)定位成靠近右三角肌的多個(gè)傳感器,可拉伸電容式傳感器感測(cè)用戶的手臂的擺動(dòng)以及感測(cè)用戶的步速。解決問題:用于感測(cè)和跟蹤穿著服裝或鞋類物品的運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)。

2.6 智能調(diào)控類

公開號(hào):WO2017196775A;申請(qǐng)日:2017年;主題:智能服裝;技術(shù)方案:服裝含有彈性體紡織材料和鎳-鈦合金-銅-鉬合金,該合金能根據(jù)響應(yīng)溫度變化而擴(kuò)張或收縮紡織材料的孔或通道。解決問題:可以根據(jù)溫度變化自動(dòng)打開或關(guān)閉其毛孔,以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)體熱,從而防止來自體熱的濕氣和汗水的積聚。

公開號(hào):WO2009034218A1;申請(qǐng)日:2008年;主題:智能服裝;技術(shù)方案:服裝包括至少一個(gè)溫度/濕度傳感器,其測(cè)量使用者身體和服裝內(nèi)表面之間的空氣層的溫度/濕度;警報(bào)裝置,其為使用者產(chǎn)生靈敏警報(bào);至少兩個(gè)織物電極,其測(cè)量使用者的心率;以及電子板,其連接到溫度/濕度傳感器、警報(bào)裝置和織物電極,并且控制其操作,計(jì)算使用者和服裝之間的空氣層的熱應(yīng)力指數(shù)以及使用者的熱應(yīng)力狀態(tài),并且在危險(xiǎn)的情況下啟動(dòng)警報(bào)裝置。解決問題:智能調(diào)節(jié)服裝溫濕度。

2.7 智能偽裝類

公開號(hào):CN103827369A;申請(qǐng)日:2012年;主題:迷彩偽裝織物;技術(shù)方案:其導(dǎo)電紗含有具有調(diào)整近紅外光譜反射率特性的硫化銅納米微?；虬蚧~的硫化金屬納米微粒,導(dǎo)電紗被編織為在720～1 500 nm的近紅外線光譜中,與周邊環(huán)境物的近紅外光譜反射率相同或類似。解決問題:提供一種具有調(diào)整近紅外光譜反射率特性的迷彩偽裝織物,能達(dá)到規(guī)定的偽裝效果。

公開號(hào):US8013776B2;申請(qǐng)日:2008年;主題:一種雷達(dá)偽裝織物;技術(shù)方案:偽裝網(wǎng)包括附著到基礎(chǔ)織物層的導(dǎo)電裝飾織物層,導(dǎo)電裝飾織物層包括導(dǎo)電聚合物涂層和多個(gè)孔,該雷達(dá)偽裝織物在6～8 GHz下平均微波傳輸小于50%,導(dǎo)電裝飾織物層具有小于基底織物層的表面電阻。解決問題:具有改進(jìn)的雷達(dá)偽裝和視覺偽裝特性。

2.8 智能警示類

公開號(hào):EP3344083A;申請(qǐng)日:2015;主題:一種具有信號(hào)燈的智能安全服裝;技術(shù)方案:服裝具有控制單元、一對(duì)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈,轉(zhuǎn)向信號(hào)燈連接或可連接到控制單元,電子組件包括制動(dòng)傳感器,其連接到控制單元,適于感知速度并產(chǎn)生用于控制單元的相應(yīng)制動(dòng)信號(hào)?？刂茊卧慌渲脼楦鶕?jù)制動(dòng)信號(hào)對(duì)轉(zhuǎn)向信號(hào)燈加電。解決問題:提高城市騎車人和行人(例如跑步者)的安全性,增強(qiáng)了他們沿著具有較差光線條件的街道以及從遠(yuǎn)距離的可見性。

2.9 智能設(shè)計(jì)類

公開號(hào):CN108140215A;申請(qǐng)日:2016年;主題:一種智能服裝;技術(shù)方案:智能服裝,其設(shè)置為允許包括顏色、圖像、文本和其組合的設(shè)計(jì)被改變;服務(wù)器,其包括相對(duì)于智能服裝的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫;提供者終端,設(shè)置為將智能服裝的設(shè)計(jì)上載至服務(wù)器;以及用戶終端,設(shè)置為從服務(wù)器下載智能服裝的設(shè)計(jì),并且將對(duì)應(yīng)于該智能服裝的設(shè)計(jì)信號(hào)傳輸至該智能服裝,以改變?cè)撝悄芊b的設(shè)計(jì)。此外智能服裝可包括變色纖維和紡織纖維的織物,以及設(shè)置為接收由用戶終端傳輸?shù)男盘?hào)的連接模塊。解決問題:智能服裝能夠改變?cè)O(shè)計(jì),諸如實(shí)現(xiàn)在服裝上的顏色、圖案或文本。

3 結(jié)語

未來,人們?cè)诜b方面更加關(guān)注娛樂和健康主題,在功能性方面更加關(guān)注服裝本身對(duì)生活方式改變帶來的便捷性,人與服裝、服裝與服裝之間的智能交互和智能物聯(lián)將會(huì)更加普遍,智能服裝對(duì)人類行為的數(shù)據(jù)收集分析,并結(jié)合人工智能進(jìn)一步指導(dǎo)和改善人們的生活,將引領(lǐng)未來服裝智能化不斷演化升級(jí)。