随着社会的快速发展，人们对纺织品的功能性要求不断提高；目前市场上已有一些具有控温、防水透气、抗菌、形状记忆等功能性纺织品[1⁃3]；这类纺织品具有的功能性可以满足用户舒适性及一些功能性要求，但不具备实时动态掌握身体健康状况的相关数据或通过交互控制的方式调整纺织品的舒适温度以及在特定状况下发挥辅助治疗的作用。可穿戴智能设备在纺织品上的应用涉及到纺织品与传感器、通信以及计算机技术的结合。智能设备与纺织品结合形成的可穿戴智能纺织品受到研究者和消费者的广泛关注，这主要是因为其具有携带便捷、操作简单、可实时掌握数据、交互可控、柔性元件贴合人体等优点，因此可穿戴智能纺织品成为了研究热点[4⁃5]。目前，可穿戴智能纺织品可以实现对人体生命体征的实时监测，在姿势矫正或辅助治疗过程中也能起到关键作用，此外可穿戴智能纺织品通过GPS定位技术可以保障用户安全，实现了纺织品功能的交互可控等多种应用[6⁃8]。本文介绍可穿戴智能设备的概念和关键技术，综述了目前可穿戴智能纺织品的研究成果，并对可穿戴智能纺织品的发展前景进行展望。1可穿戴智能设备的概念及关键技术1.1可穿戴智能设备的概念可穿戴智能设备通过应用传感器技术进行智能化设计开发且能够以穿戴的形式贴合人体，其目的是通过开发设计将设备的功能性整合到纺织品或配件上，满足用户穿戴过程中对产品的功能性需求。可穿戴智能设备通过传感器、驱动器、显示器及计算机等配件共同组成，能够进行数据的监视、收集和分析，并通过可视化的效果进行呈现，让用户实时动态了解到收集的信息[9⁃10]。由于可穿戴智能设备的多种优点，如移动性、穿戴性、持久性、简便性、交互性等，因而受到研究者和消费者的青睐[11]。1.2可穿戴智能设备的关键技术可穿戴智能设备在工作过程中能够完成数据的监视、收集、分析和呈现，这些都需要关键的技术进行支撑，其中包含柔性元件技术、传感器技术、通信技术以及操作系统技术等[12⁃13]。柔性元件技术。由于可穿戴智能设备在使用过程中长时间贴合人体，所以开发的产品必须满足舒适性且符合人体工学的设计；舒适性的前提是具有柔软性，因此柔性元件技术是可穿戴智能设备的一项关键技术[14⁃15]。传感器技术。传感器是可穿戴智能设备的核心部件，设备在应用的过程中，根据应用场景和使用群体的差异，采用不同类型的传感器将收集的信息转换后以另一种数据信息进行呈现。通信技术。通信技术可以对传感器收集的数据信息进行传递，通信技术包括蓝牙、WiFi、NFC等，根据设备添加的功能以及应用场景选择合适的通信技术[16⁃17]。操作系统技术。通过通信技术进行数据信息传递，在设备上进行可视化呈现，需要设备的操作系统对其进行处理，便于用户查看；常用的操作系统包括Windows、Android、iOS等。2可穿戴智能设备在纺织服装上的应用材料技术的飞速发展，使可穿戴智能设备能够与纺织服装进行更好的结合，实现纺织品的智能化应用[18]。可穿戴智能纺织品通过植入导电纤维、传感器，并与信息和计算机技术互相结合，在应用过程中实时监视、跟踪和记录人体的生命体征，对于疾病或不正确的运动姿势进行辅助治疗与矫正，交互可控的纺织品的穿着温度可为用户带来舒适的体验感，这些都是可穿戴智能设备为用户带来的便利，也是未来智能纺织品发展的趋势[19]。2.1监测心率心率是生命体征表现的方法之一，可穿戴智能纺织品穿着过程中可以从身体的各个部位监测到具体的心率数据；在日常生活中使用该类纺织品，可以对人体基本的心率特征进行实时监视。Ralph Lauren品牌与OMsignal公司合作设计的Polo Tech衬衫如图1（a）所示。该衬衫织物中含有能够导电的银纤维，通过传感器将收集的数据储存在黑匣子中，实时记录人体的生命特征，如心率、呼吸深度和能量消耗等，并且通过通信技术同步到移动的iOS系统应用程序上，方便用户实时查看自己的身体状态数据；该应用程序目前也在与第三方健身应用程序进行合作，掌握人体在运动状况下心率的变化，为人类在运动过程中提供精准的身体数据[20]。TAKAMATSU S等[21]基于日本服装染色技术开发出了能够实时监视人体心电图和心率的可穿戴纺织腕带，如图1（b）所示。其可测试出精准度较高的心电图和心率数据，实时反映人体的基本生命体征。关于监测生命体征的纺织品还有跟踪安全手套，如图1（c）所示。该手套产品旨在帮助用户在运动过程中实现自我激励，具体运动的过程中将心率监测器连接到LED屏幕上，用户根据自己在监测器上设置的3种不同强度的锻炼程度来设置参数；运动过程中，心率保持在参数内时，手套上的5个LED呈绿色点亮，而当参数下降或高于阈值时，LED呈红色点亮提醒用户；此设备能够让用户在运动过程中保持稳定的心率参数，参考指导身体最佳的运动状态，避免因运动激烈对人体机能造成伤害[22]。图1监测心率的可穿戴智能纺织品.F001（a）Polo Tech衬衫.F002（b）含有电极的纺织腕带.F003（c）跟踪安全手套2.2辅助矫正及治疗通过可穿戴智能纺织品，将程序芯片、传感器、通信和计算机技术与纺织品融合，使用纺织品的同时，这种技术会通过设定的程序实时对身体健康状况进行监测或动作的矫正，并通过数字化的形式直观呈现，在整个过程中简单便捷，辅助用户疾病治疗和运动过程中姿势的矫正[23]。辅助治疗矫正的可穿戴织物如图2所示。图2辅助治疗矫正的可穿戴织物.F004（a）具有热疗法的复合材料.F005（b）功能性电刺激织物.F006（c）智能保护皮带CHOI S J等[24]开发出了一种具有热疗法的物理材料；该材料采用银纳米线和热塑性弹性体组合形成复合材料，同时采用蛇形网状的构图方式，使其有效的进行传热，柔软且便于携带，安装至关节部位，可通过无线供电电池均匀加热，如图2（a）所示,复合材料与皮肤接触过程中的实物和红外热图，红外热图表明受测者的手腕上均匀分布了热量；将该材料应用于纺织品上可形成具有发热效果的智能纺织品，从而对关节起到显著的保护作用。功能性电刺激是通过向皮肤施加安全电流刺激肌肉运动的一种常用方法，可以帮助有困难的中枢神经患者进行肌肉运动；YANG K等[25]将24个碳载硅橡胶电极阵列应用到柔性透气的聚酯棉织物中，如图2（b）所示,通过传感器选择性的刺激肌肉纤维，可以诱导肌肉进行运动，如进行“指向”和“张开手”等动作，表明功能性电刺激在医疗保健中能够帮助患者完成相关动作。智能的可穿戴技术因本身轻巧灵活柔软，因而也受到体育爱好者的青睐，为用户在运动过程中提供准确的姿势信息，避免在运动过程中由于姿势问题导致身体关节部位受损。ABRO Z A等[26]开发出了一种含有光线布拉格传感器的智能纺织品皮带，如图2（c）所示,在人体静止或者运动过程中能够监视膝关节的姿势并进行校准，避免运动过程中动作不当造成身体关节受损。KOYDEMIR H C等[27]综述了目前可穿戴智能纺织品在人体疾病监视和控制上的应用，传感器结合移动技术实时监视人体的生命体征，直观通过数据的形式进行呈现，可作为疾病监视的重要参数。2.3其他功能由于可穿戴智能纺织品具有多种功能性，引发了人们对其浓厚的兴趣，不仅可穿戴智能纺织品在监视生命体征和辅助治疗上应用，对于安全保护、GPS定位以及交互式的应用也较为广泛[28]。图3为具有安全跟踪及多功能的鞋履，可以对学生的位置进行GPS定位，确保位置信息，同时在黑暗条件下，鞋履自身携带的可充电电池会对LED进行供电，照亮夜间道路，在行走的过程中也会将动能转换为电能进行存储。另外，鞋履也可以与手环进行数据交流，二者互相作用，共同保障用户的安全。Sensoria公司开发了智能袜子，袜子中含有导电纤维并安装柔性传感器，将传感器收集的压力数据传递给移动设备，实时监测到脚底的压力[29]。ROH J S等[30]开发出了一种可以进行温度感应和加热操作的可穿戴织物，旨在为用户在日常穿着过程中提供最佳的热舒适温度；该织物与传统温控织物的区别是可以通过实时温度的监测，确定最佳的舒适温度，当外界温度发生变化时，能够快速调整到舒适温度，为一种可控可交互式的智能电子温控纺织品。.F007图3智能可穿戴鞋履3结语可穿戴智能设备在纺织服装上的应用能够进一步拓展纺织品的功能性，并且因其自身方便携带、实时监视、动态调整、交互控制以及可视化呈现等优点，成为功能性纺织品的研究重点，让用户能够直观观察到生命体征数据，反应自身的健康状况，帮助用户在姿势或者疾病方面进行辅助的矫正治疗，甚至提供交互可控功能性，从而使纺织品穿着的功能性和舒适性不断提高，让其成为功能性纺织品发展趋势的重点。但可穿戴智能纺织品在生产成本、大规模生产以及柔性传感器方面还需进一步的探究，在监视人体数据的过程中，能够提供高效准确的数据需要进一步的验证和优化，数据的收集和呈现与多种技术的结合还需要不断的研究。