智能紡織服裝的發展現狀與進展

2024年3月18日發(作者：丹霞山風景名勝區)

智能紡織服裝的發展現狀與進展

范艷蘋;胡克勤;陶仁中;李琪;張芳;黃宏旭

【摘 要】概述了智能紡織品的國內外發展現狀、可穿戴產品在智能紡織服裝產品

上的應用,并列舉了典型的應用案例.詳細探討了智能紡織服裝產品的發展前景和市

場潛力,并且對智能紡織品的競爭力進行了深入分析.智能紡織服裝作為最能體現"可

穿戴"意義的拳頭產品之一,是未來智能產品發展的主流趨勢,將會引領傳統紡織行業

掀起一場新的技術革命,具有無限的發展潛力和應用前景.

【期刊名稱】《染整技術》

【年(卷),期】2017(039)007

【總頁數】6頁(P1-6)

【關鍵詞】可穿戴;智能紡織品;健康醫療;傳感器;智能服裝

【作 者】范艷蘋;胡克勤;陶仁中;李琪;張芳;黃宏旭

【作者單位】浙江省現代紡織工業研究院,浙江紹興 312081;浙江省現代紡織工業

研究院,浙江紹興 312081;浙江省現代紡織工業研究院,浙江紹興 312081;浙江省現

代紡織工業研究院,浙江紹興 312081;浙江恒祥檢測技術服務有限公司,浙江紹興

312081;臺灣金鼎聯合科技纖維股份有限公司,臺灣 10451

【正文語種】中 文

【中圖分類】TS106

智能紡織產品指能從熱量、機械、化學、電磁、電氣和其他來源對環境刺激產生反

應的材料，需要結合電子信息技術、傳感器技術、紡織科學及材料科學等相關領域

的前沿技術。通過以下兩大類方法可實現紡織服裝的智能化：一類是運用智能服裝

材料，包括形狀記憶材料、相變材料、變色材料和刺激——反應水凝膠等；另一

類是將信息技術和微電子技術引入人們日常穿著的服裝中，包括應用導電材料、柔

性傳感器、無線通信技術和電源等[1-2]。因此，智能紡織品比傳統紡織品附加了

更多功能。隨著電子產品的小型化趨勢、面料和電子元件制造成本的降低、導電材

料的引進和其他能實現一體化整合電子設備的快速發展，智能紡織品近幾年也從沉

寂走向蓬勃發展。

據美國贏船公司調查顯示，早在2012年，全球智能紡織品市場價值已經達到了

2.895億美元[2]。近年來，智能紡織品開始了從被動型轉為主動型的巨大發展，

第一代智能紡織品只能被動地感知環境刺激，而主動型智能紡織品包括傳感器、執

行器和控制單元等組件。主動型智能紡織品包括防水、形狀記憶、蓄熱、電熱等織

物。這些產品能夠滿足諸如極限運動、跑步、滑雪等運動織物產品的要求。

智能紡織品市場可以分成四大應用主題：消費品、醫療保健、企業用品和工業用品。

每種應用可以分為兩個區域：非穿戴式智能紡織品和可穿戴式智能紡織品。

2013年，外國一份“互聯網趨勢報告”中，素有“互聯網女皇”之稱的瑪麗·米克

（Mary Meeker）說過，雖然現在有些人嘲笑可穿戴技術，如谷歌眼鏡，就像當

年有些人嘲笑個人電腦和互聯網一樣，但是不能否認，可穿戴技術正作為一類重大

科技變革而興起，將像20世紀80年代的個人電腦和目前的移動計算及平板電腦

那樣推動創新。可穿戴技術是20世紀60年代，美國麻省理工學院媒體實驗室提

出的創新技術，利用該技術可以把多媒體、傳感器和無線通信等技術嵌入人們的衣

著中，可支持手勢和眼動操作等多種交互方式[1]。

可穿戴設備是隨著可穿戴技術的產生發展而逐漸衍生出來創新科技產品，可穿戴智

能紡織品便是其中之一，它是基于通信、電子信息、傳感器、紡織材料等相關領域

的多種前沿技術而實現的。智能服裝是基于可穿戴技術，并與智能紡織技術結合進

行創新產品開發，因為隨著生活水平的提高，人們對于服裝的要求不再局限于舒適

性和時尚性，而是希望能夠通過穿著服裝達到個人健康護理、娛樂或與他人交流的

目的。智能紡織產業是前沿科技和朝陽產業，將極大地改變現代人的生活方式，它

將引領下一場可穿戴革命。

世界上第一款智能可穿戴產品是1977年，國外科學院為盲人做了一款背心，它把

頭戴式攝像頭獲得的圖像通過背心上的網格轉換成觸覺意象，讓盲人也能“看”得

見。目前，包括蘋果、谷歌、索尼等行業巨頭們都早已進駐該領域，從谷歌眼鏡、

蘋果手表的橫空出世到2014年的CES展覽，多款英特爾的可穿戴產品，包括語

音助理耳機Jarvis、微型電路板Edison、嬰兒監測連身衣Mimo、智能手表等產

品都有展出[2]。

目前，智能紡織服裝產品主要應用于健康醫療領域、軍事工業領域等。智能紡織品

在軍事應用領域依然處于研究和發展階段，弗吉尼亞理工大學等學院正專注于此領

域的研究[3]。

在健康醫療領域，英特爾CEO科再奇等高管對外發布了一款可以檢測身體健康狀

況的T恤，2014年上市。此款智能T恤是和臺灣AIQ的公司進行合作開發（英

特爾提供了監控芯片）的可穿戴設備，該產品植入了英特爾研發的許多監測用傳感

器,主要功能是身體健康監測，可以監測用戶的心率、心電圖等指標，還可以把大

量采集的數據以可視化的方式提供給醫生，從而判斷穿著智能T恤者的身體狀況

[4]。這款智能T恤也可以和智能手機上的一款專用應用軟件互相傳輸數據，用戶

可在手機上了解各種監控指標的變化。這款T恤首先面向自行車運動員和愛好者

設計生產，不過也可以用來對醫院病人以及老年人的身體健康進行監控。

由于人們對健康關注的需求上升，加上可穿戴健康醫療服裝能夠幫助人們節約醫療

成本、縮短診療流程，蘋果、谷歌、索尼等行業巨頭、IT大佬將進軍醫療界業。

2013年下半年以來，蘋果公司就開始招募在醫療傳感器領域內地的頂尖精英加入

iWatch團隊，并試圖將無感知血液檢測技術應用到可穿戴智能設備上，以實現醫

療檢測技術和健康監控指標在移動智能終端設備上的無縫連接[5]。無獨有偶，另

一巨頭公司谷歌在可穿戴設備醫療上的備戰也毫不懈怠，谷歌正在研發一款內含測

量眼淚中血糖水平傳感器的隱形眼鏡，并將所收集的數據發送到智能手機等移動設

備中進行分析，以避免糖尿病患者通過刺破皮膚采集血樣檢測血糖水平。除上述兩

大公司之外，一批科技企業對可穿戴醫療健康設備的產品創新價值的挖掘也毫不示

弱。據微軟內部人士聲稱，公司2011年便已開始啟動葡萄糖感應隱形眼鏡項目；

荷蘭Novio Sen公司也在研發一款類似的內置眼內的傳感器產品，可遠程檢測

眼內葡萄糖水平，預計2017年將進行第一階段的臨床試驗。索尼進軍健康追蹤市

場，推出健康追蹤微型芯片Core，可內置到智能腕帶等其他產品里。

實際上，在可穿戴健康醫療設備的早期階段，以健身數據跟蹤為主的智能腕帶、智

能手表等已然成為各大科技企業相互爭奪的領域，也有越來越多的公司正在試驗用

智能藍牙技術將傳感器直接植入人體內。比如美國Sensor tech corporation

2016年已經宣布一款新的骨科膝關節穩定產品，通過藍牙技術減少患者的手術和

恢復時間。這也意味著可穿戴設備在醫療健康領域的技術發展有望不斷推陳出新，

成為巨頭公司們未來盈利看好的重要方向。

目前，國外對智能可穿戴及相關技術的研究已相對成熟，但仍然還有許多難題需要

解決,我國對于可穿戴智能紡織產品的研究尚不成熟。2006年之后，面向智能紡織

技術的成果急劇增加，研究主要集中在材料科學和電子工程方面，而電子技術與服

裝的交互研究尚處于初期階段。智能紡織服裝的研究更加注重智能功能的開發和評

價，而較少考慮服裝的舒適性、美學效果及可穿戴性。但是，我國無論是在研發機

構還是在消費市場都存在潛力。隨著消費者需求和消費水平的不斷提高，以及智能

可穿戴產品的不斷成熟，我國也將嘗試智能服裝產品的自主研發。

縱觀國內，2014年4 月，“可穿戴技術產業推進聯盟”正式成立，中國工程院院

士倪光南擔任名譽理事長。中國上海復旦大學的研究人員首次制備出了基于碳納米

管（CNT）的纖維狀全鋰離子電池，可被靈活地編織成具有高性能的柔性能源紡

織品[6]。碳納米管（CNT）復合紗線，可牢牢纏繞進棉纖維之中，創建出高性能

的鋰離子電池。該纖維的直徑為1 mm左右，可以編織成柔性的織物或布料，并

且可與靈活的可佩戴電子設備兼容。這種纖維狀電池與用于制衣的聚合物纖維兼容，

實現了高性能的電池。

國內企業也緊鑼密鼓的進入或拓展可穿戴領域。廈門凌拓科技業務轉型至物聯網智

能穿戴的發展方向，目前，產品包括智能手表、兒童手環、智能鞋傳感器等可穿戴

產品；九安醫療推出iHealth 系列產品；國內智能可穿戴設備公司咕咚網宣布，由

深創投進行領投，融資金額達到6 000 萬元投入可穿戴領域，主要產品為智能手

表、健康腕帶、鞋襪等。

可穿戴式智能紡織產品的最佳案例是Mimo嬰兒連體衣，其將電子傳感器內置于

可清洗的嬰兒連體衣內，可以追蹤監測到嬰兒的活動量、呼吸和體溫。監測到的數

據將被傳輸到小烏龜形狀的Wifi連接器中，再發送到父母的智能手機上[2]。

Mimo公司已開發出適用于iOS系統和安卓系統的APP供用戶下載使用。Mimo

技術能讓父母們知道孩子是否睡得安穩，知道孩子在哪里、活動量如何，知道孩子

的體溫是否正常。2014年，Mimo嬰兒連體衣已正式上線銷售，其整套產品包括

一個小烏龜形狀Wifi連接器、一個家用Wifi基站和充電座Lilypad以及三件嬰兒

連體衣，分別適用于0～3個月、3～6個月和6～12個月嬰兒。

miCoach是阿迪達斯推出的子品牌，用于推出智能體育用品，類似Nike+系列，

包括智能手表、智能足球。而2014年，miCoach系列里則推出了可佩戴

miCoach心率監測器的運動文胸，目前零售價約為55美元。事實上，監測器是

一個可脫卸的配件，但卻能和文胸貼切的結合在一起，見圖1。

近期，知名內衣和文胸品牌“維多利亞的秘密”（Victoria’s Secret，以下簡稱

“維秘”）發布一款智能運動文胸Incredible，見圖2。這款文胸內置了心率帶，

可以用來配合監測穿戴者的心跳。根據維秘的介紹，這款智能運動文胸主要適用于

用戶在進行跑步或拳擊等運動時佩戴，為了獲得良好的排汗效果，其采用了“舒適

且適用于運動的超軟松緊帶”和“body-wick”結構，當然，其最重要的功能還是

配備了心率帶。

由法國公司Cityzen Sciences在eolane、groupe Cyclelab、BPI France等四家

公司的支持下，開發的一款有智能感應功能的T恤，見圖3。這款多功能智能T恤，

融合了多種傳感技術，適用于教練、專業運動員或者是希望獲知自身生理特征的大

忙人。D-Shirt內置多種微型傳感器，例如心率監測、體溫檢測和其他重要的指標，

而D-Shirt會把監測到的數據儲存到一個膠囊里面。設備同時可通過藍牙功能將數

據同步至電腦和移動設備中，用戶就能隨時查看相關信息。這款T恤在國際消費

電子展（International CES）上榮膺最具創新性新產品獎項，已經在歐洲銷售。

2016年,國內知名男裝品牌柒牌發布了一款智能時尚夾克（見圖4），以智能時尚

為基礎，將多功能服裝、智能模塊以及智能APP進行連接，打造三位一體的商旅

時尚圈。以智能時尚產品為入口，通過精準智能數據分析、時尚內容打造、互動及

分享平臺搭建，建立品牌與粉絲、粉絲與粉絲之間的緊密關聯，在服裝設計上也突

破傳統夾克設計，設計了多達17個貼身隱形置物口袋。該款夾克還有可拆卸連衣

帽、遮光眼罩及瞬時充氣枕，能夠讓商旅人士的長途旅行更安心舒適。此外，夾克

還可以瞬間變身為單肩包，攜帶便捷。從而推動商業模式、傳播模式的創新，實現

傳統服裝企業的轉型與升級。該夾克的出現也宣告了中國男裝正式走進智能時尚新

時代。

智能情緒感知衣物 Wearable Abnce Project（WAP），由蒙特利爾大學以及

倫敦大學兩組研究人員設計開發。WAP 風衣內裝配了擴音器、傳感器以及身體信

號分析器，可以監測使用者的身體信號，從而判斷使用者的情緒變化。在情緒低落

時，風衣會播放一些輕音樂來舒緩心情，其工作原理是通過衣物中的生物傳感器，

監測和傳送生理數據到互聯網上。然后，再根據使用者的心情回傳適合心情的預錄

音頻，設計者認為這種衣物可以幫助自閉癥患者走出封閉，也可以幫助獨居老人與

家人建立溝通。現在，情緒感知衣物還處在測試階段，更加實用的產品還在進一步

設計開發中。

由日本理工的學生設計的一款“受傷套裝”（見圖5），套裝采用日本富士公司研

發的常常被用在印刷技術中的壓敏膜，把它用在衣服上之后，就可以在不切開身體

的情況下感知受傷狀況，其中的膜片能在受傷部位形成紅色的花瓣塊，花瓣塊的顏

色越深，說明受傷越嚴重。另外，這套衣服還能知道用戶身上哪里有舊傷，目前還

在模型階段，不過未來的日子里，國內“馬路拼演技的殺手們”要小心了，嚴防穿

幫。

由神經系統科學家大衛·伊戈爾曼（David Eagleman）和他的學生們開發出的一款

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

見圖6。聽力受損者將這款類似背心的智能衣服穿在身上，能夠感知外界的聲音，

Vest是將聲音轉化為觸覺反饋，伊戈爾曼表示，用戶在經過訓練后，大腦可以知

道如何將Vest的震動轉化為有用信息，這也就是說，Vest穿用者有可能通過皮膚

“聽到”外部聲音。目前，Vest側重的主要還是幫助恢復聽力，不過伊戈爾曼最

終希望使用相同的系統來增強人的認知，通過皮膚來感知天氣狀況和股票數據。

SIREN SOCKS智能襪是為了提示糖尿病患者因為血液粘稠度會增加引起血管炎癥

和血管閉塞而出現的下肢水腫情況的一種智能襪子（見圖7）。襪子將溫度傳感器

融合進紡織材料中，通過對腳上六個不同部位隨時檢測，讓糖尿病人隨時了解身體

狀況，一旦溫度變化異常，將有水腫問題出現的時候，它會通過藍牙模塊發送消息，

第一時間提醒你。該發明的初衷就是能更好地監測腳部的溫度狀況，從而更好地預

防水腫發生，但官方表示這雙襪子的使用時長是 6個月，因為電池集成在藍牙模

塊里不可更換。另外，水洗沒有什么問題。目前，該襪售價為7 雙 120 美元（約

合人民幣 828 元）。除了智能襪，還有一款名叫SurroSen Rx的智能鞋也出現，

這雙鞋借助在鞋墊上的壓力傳感器隨時反饋，將數據信息發送到對應的手表上面，

從而幫助糖尿病人隨時了解自己是否有水腫的可能，雖然原理和前面提到的

SIREN SOCKS 并不一樣，但都能夠對于腳上的健康進行實時追蹤。

谷歌又推出一款會說話的鞋，見圖8。這雙鞋配備了一個電腦芯片、揚聲器、壓力

傳感器等，它會根據用戶活動的不同情況說出不同的話來。例如，若用戶穿著它坐

在公園的長椅上，它可能會對主人說：“太無聊了！” [7]。

2012年，智能紡織品軍事防衛應用占整體市場份額的27.5%。其中，在危險環境

和極端條件下的實時信息技術是軍事防衛領域對智能紡織品的關鍵需求。智能紡織

品性能的改進和可穿戴技術的可用性將對國防力量和應急響應服務等行業產生積極

的影響。此外，生命體征監測以及監測環境危害時減少傷害等也是智能紡織品在軍

事防衛領域的關鍵應用。而在消防領域中，智能紡織品還需考慮發展方向，包括方

便清洗、更高舒適度等能準確測量溫度等。智能紡織品在軍事應用領域依然處于研

究和發展階段，弗吉尼亞理工大學等學院正專注于此領域的研究。

在時尚和娛樂應用領域，通過發光二極管（LED）集成的發光紡織品將是一個誘人

的商機。此外，還有人們越來越離不開的含有微處理器、數據傳輸和電力供應的手

提電腦、智能手機、數字相機等設備。

隨著技術的發展，智能紡織品越做越柔軟、靈活，可整合各種組件的完全可攜帶型

智能紡織品，智能紡織品的應用也延伸至醫療保健領域，應用于預防性醫療保健服

務和健康監測系統，智能紡織品對病人的遠程監測功能彌補了病人不能頻繁去診所

就診的遺憾[4]。此外，智能紡織品也應用于體育行業，具有水分控制功能的紡織

品和透氣防水面料可以確保貼身紡織品的舒適度和防護性能。相變技術可以應用在

幫助運動員的身體保持恒定的溫度，并可以讓運動員了解自身的生理情況。

2013年6月的最新數據表明，消費者在移動設備上的點擊和內容分享數量是電腦

的2倍，這使得智能手機成為了可穿戴技術爆發的核心驅動力，與此同時，智能

手機的性能不斷提升，滲透率急速增長，云互聯、可穿戴技術的便攜性能優勢越來

越明顯。目前全球可穿戴市場規模約為30～50億美元，將會在未來兩到三年時間

內，成長為300～500億美元的巨大市場，而2014年將成為其普及元年[8]。

2014年,全世界裝運超過1 900萬個穿戴設備，是2013年的3倍，到2018年，

年復合增長率將達到78%，市場規模將會超過126億美元[9]。

隨著4G和移動終端的普及，國內可穿戴市場也將迎來爆發性成長，我國國內在

2013年也約售出675萬臺設備，這一數字也將在未來幾年急速增長。據艾瑞咨詢

數據統計， 2016年國內將快速增至7 350萬臺；2013年中國可穿戴設備規模為

20.3億元，2016年成長為169.4億元的巨大市場[10]。

總體而言，智能紡織服裝產品是電子技術和紡織服裝領域共同的研究熱點，其本身

存在優勢，但同時又給技術水平有限的群體帶來應有的恐懼。但人們越來越離不開

的含有微處理器、數據傳輸和電力供應的手提電腦、智能手機、數字相機等設備，

隨著技術的發展，智能紡織品也會越做越柔軟、靈活，可實現整合各種組件的完全

可攜帶型智能紡織品。

況且,智能紡織服裝已經貼近我們生活，離我們很近。智能穿戴的目的是探索人和

科技全新的交互方式，為每個人提供專屬的、個性化的服務。智能穿戴設備是意義

深遠的一類科技設備，將極大地改變現代人的生活方式，并擁有強大的產業成長空

間，因此，可穿戴式智能服裝必將引領傳統紡織行業一場新的技術革命，具有無限

的發展潛力和應用前景。

目前，傳統紡織服裝行業日漸萎縮，需要謀求變化和轉型，因此，智能模塊的加入

能促進紡織服裝行業轉型升級,同時，科技、互聯網的融入也拓展了人們對服裝的

想象，滿足了人們對個性化服裝的期待。智能產品的本質是將現實世界與虛擬世界

結合，它就像給現實世界的傳統服飾加上一個菜單，人們通過這個菜單可以連接互

聯網與現實場景，達成自由溝通。目前，紡織服裝產品已經成為各種穿戴式技術實

驗的新載體。

全球智能紡織行業的特點在于參與其中的行業和企業繁多，包括：紡織品公司、電

子原始設備制造商（代加工商）、系統集成商以及研究機構。阿迪達斯、耐克等公

司是服飾演繹中最重要的行業參與者。電子和紡織品組件供應商和代加工商包括英

飛凌科技、飛利浦、Fibretronic、Peratech公司，系統集成商如Clothing+和

Ohmatex公司能勝任工業設計和電子工程的工作，更能將其整合進紡織品。北卡

州立大學、瑞士聯邦理工學院、Centexbel、坦佩雷理工等高校和研究機構也參與

到智能紡織品的研發中。葡萄牙的納米技術和智能材料中心（CeNTI）一直專注于

通過智能紡織品采集能源，并用在一些常見的應用領域中，還十分專注于自潔紡織

品的研發及商業化,目前已經開發出一種能產生足夠的能量來讓衣服發光的智能紡

織物。

北美將在未來幾年內成為智能紡織品最大的市場，歐洲也已設立了一系列智能、交

互的紡織品研究項目，他們希望由此可以復興歐洲的紡織業。印度和中國等低成本

生產的國家也將促進亞太地區紡織品行業的發展，亞太地區市場將急速增長，預計

2013～2020年的年均復合增長率將達到25.2%。

智能紡織品的生產中缺少不了可穿戴技術，而這些技術也將幫助紡織業與可穿戴設

備開拓垂直市場，在未來，可能有機會用這些智能紡織品來監測人們的健康狀況，

保證生活質量。中國是世界上老年人口最多、增長最快的國家，預計到2016年，

勞動力年齡人口會達到10億，60歲以上的老齡人口將于2040年前后達到 4億

左右，2050年老年人口達峰值。智能紡織服裝及相關技術的出現，是實現醫院、

社區、家庭與個人相結合的一種有效方式，是緩解人們對健康監測需求與醫療資源

有限的有效途徑[4]。目前，可穿戴健康監測系統已成為當今國際備受關注的新興

前沿熱點研究領域之一，國內市場潛力很大。由于智能服裝的設計受到多種條件的

制約，因此，目前并沒有統一的設計模式。但是，國內近年來一直不懈的致力于智

能服裝的研發與設計，遵循以用戶為中心的設計理念，結合可穿戴技術與電子信息

技術，研發出了能夠應用在健康醫療、功能防護、運動休閑等領域的智能紡織服裝

產品。

國內在智能紡織服裝技術方面已經完全具備技術條件，甚至某些領域趕超國際可穿

戴巨伽，2012年開始很多中國廠商嘗試開發智能紡織服裝產品，從頭到腳，口罩、

智能服裝、智能鞋等，問題的關鍵在于技術的產業化環節，期待國內能夠開發出實

用適用的可穿戴領域殺手級紡織服裝產品，達到消費者的預期。滿足大眾對多元化

產品、多功能集成產品的需求。

【相關文獻】

[1]田 苗,李 俊.智能服裝的設計模式與發展趨勢[J].紡織學報,2014,35(2):109-114.

[2]王曉穎.智能紡織品的新發展[J].印刷雜志,2014(5):12-15.

[3]萇飛霸,尹 軍,張和華,等.可穿戴式健康監測系統研究與展望[J].中國醫療器械雜志,2015,39(1):40-

43.

[4]李 娜.基于人體運動狀態識別的可穿戴健康監測系統研究[D].北京:北京工業大學,2013:1-20.

[5]林莉君.資本逐鹿可穿戴設備,“殺手锏”產品何時出現[N].科技日報,2014-07-23(第006版).

[6]李 波.碳納米管助力可穿戴技術突破瓶頸[N].中國證券報,2014-05-25(A12版).

[7]顧問君.可穿戴技術:TMT市場新藍海[J].Shanghai Economy,2014(2):68-69.

[8]陳 浩.智能穿戴引領電子新潮流[J].封面文章,2014(4):12.

[9]謝 靜.千家商企布局可穿戴設備[N].深圳商報,2014-04-20(A02版).

[10]辛麗莎,李 俊,王云儀.防護服裝功能設計模式研究[J].紡織學報,2011,32(11):119-125.