羅潔，駱楠楠（廣州大學(xué) 美術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，廣州 510006）

前言

21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)研究院、21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)系與京東聯(lián)合在2016年8月3日發(fā)布了《2016中國(guó)體育消費(fèi)生態(tài)報(bào)告》①。在該《報(bào)告》中顯示，騎行運(yùn)動(dòng)已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)的熱門時(shí)尚運(yùn)動(dòng)之一，也是兩個(gè)人均消費(fèi)額最高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。各種類型的自行車賽事也在全國(guó)各地陸續(xù)舉行，自行車已從過(guò)去的代步工具逐步變身為時(shí)尚潮流運(yùn)動(dòng)工具。先階段在我國(guó)自行車運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者大約有600萬(wàn)人，而且還呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)人均自行車車消費(fèi)為1500元，人均零配件消費(fèi)1200元，騎行消費(fèi)空間巨大②。

在美騎網(wǎng)發(fā)布的《美騎2016年行業(yè)調(diào)查報(bào)告》顯示，僅2015年該平臺(tái)銷售的自行車騎行服飾綜合類銷售額已達(dá)5.18億元，其中騎行服一項(xiàng)就占據(jù)銷售額度的25%②。

結(jié)合以上數(shù)據(jù)綜合分析，我們不難得出，自行車騎行服的需求量隨著自行車運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的增長(zhǎng)會(huì)一并增大，而且會(huì)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。

一、自行車智能戶外騎行服的需求背景

在當(dāng)今移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，隨著智能手機(jī)，智能手表等多功能智能設(shè)備的逐漸普及，自行車運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者對(duì)于騎行裝備的要求也越來(lái)越高，從自行車、頭盔到導(dǎo)航儀都逐漸朝著多功能智能化的趨勢(shì)發(fā)展③。但是縱觀現(xiàn)有的騎行服市場(chǎng)，無(wú)論是在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi)，自行車騎行服的設(shè)計(jì)以及功能都較為單一，現(xiàn)有騎行服的設(shè)計(jì)主要目的是讓騎行體驗(yàn)更加舒適，起到基本的保護(hù)作用。專業(yè)的室內(nèi)騎行服會(huì)讓專業(yè)的騎行運(yùn)動(dòng)員室內(nèi)騎行比賽中減少風(fēng)阻以提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。而專業(yè)的戶外騎行服，不僅可以讓騎行運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，還對(duì)運(yùn)動(dòng)員起到一定的保護(hù)作用作用。常規(guī)的復(fù)合騎行服，具有防風(fēng)、透氣和保暖的作用，這些功能基本滿足了大多數(shù)騎行者的日常需要，但是隨著智能穿戴在市場(chǎng)上的興起，一些智能服飾的陸續(xù)出現(xiàn)，智能戶外騎行服的出現(xiàn)也勢(shì)必會(huì)引起專業(yè)騎行運(yùn)動(dòng)員及騎行愛(ài)好者的關(guān)注。

二、自行車智能戶外騎行服的設(shè)計(jì)理念

已經(jīng)上市的騎行服在設(shè)計(jì)上，專門針對(duì)減少運(yùn)動(dòng)員的事故傷害、提高運(yùn)動(dòng)員著裝的舒適性、提高運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)等方面都有了較大的改善，相關(guān)技術(shù)日趨成熟，現(xiàn)已成為一種專業(yè)性、功能性很強(qiáng)的服裝。在高亦文和高磊2015年合著出版的《戶外服飾設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)》一書(shū)中的第四章第四節(jié)就對(duì)騎行服的結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)作了系統(tǒng)的講解④。

將現(xiàn)有自行車騎行服的設(shè)計(jì)和智能服飾的設(shè)計(jì)合為一體，它就構(gòu)成了自行車戶外騎行服設(shè)計(jì)的雛形，其目的是針對(duì)自行車戶外騎行運(yùn)動(dòng)的環(huán)境特點(diǎn)，為騎行者提供最基本的保暖、防風(fēng)、防水和騎行舒適等常見(jiàn)功能，并使其功能最大限度的強(qiáng)化。再運(yùn)用現(xiàn)有的比較成熟的智能穿戴技術(shù)，通過(guò)在騎行服上增加多項(xiàng)智能安全預(yù)警和智能防護(hù)技術(shù)，來(lái)促使戶外騎行者在騎行過(guò)程中盡可能的避免意外損傷，以此來(lái)保障騎行者在騎行過(guò)程中的趣味性和安全性。同時(shí)在戶外騎行過(guò)程中收及更多的相關(guān)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)為騎行愛(ài)好者及騎行運(yùn)動(dòng)員提供自己的生理狀態(tài)和周邊環(huán)境，也為騎行運(yùn)動(dòng)的科學(xué)研究與發(fā)展提供更加可靠的原始數(shù)據(jù)積累。

三、自行車智能戶外騎行服設(shè)計(jì)運(yùn)用的技術(shù)理論

自20世紀(jì)90年代 MIT（Massachusetts Institute of Technology，麻省理工學(xué)院）媒體實(shí)驗(yàn)室的可穿戴多媒體計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，可穿戴技術(shù)與智能服飾吸引了國(guó)內(nèi)外眾多科研學(xué)者的研究和關(guān)注⑤。特別是在最近幾年，可穿戴技術(shù)與智能服飾發(fā)展呈現(xiàn)急速上升的趨勢(shì)。Park S等人在2003年提出將微型監(jiān)控設(shè)備和傳感器植入到普通襯衫，已達(dá)到遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控的作用；Mntyjrvi J 等人在2004年就智能服裝和可穿戴設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行了詳細(xì)的探討；RadeticM于2013年提出可穿戴式天線的設(shè)計(jì)，以便為穿著者進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)和通信⑥。

2013年9月由科學(xué)出版社出版的《智能服裝理論與應(yīng)用》面向智能服裝理論與應(yīng)用的若個(gè)方面進(jìn)行了較系統(tǒng)地闡述和討論。該書(shū)詳細(xì)地介紹了智能服裝的相關(guān)技術(shù)和背景，對(duì)智能服裝的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了討論，列舉案例對(duì)智能服裝的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并且給出了智能服裝的一些典型應(yīng)用，為智能服裝的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用研究提供一個(gè)有力的理論框架與系統(tǒng)原型平臺(tái)⑦。

（一）關(guān)于智能穿戴技術(shù)的相關(guān)研究

在20世紀(jì)60年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室提出將多媒體、傳感器和無(wú)線通信等技術(shù)嵌入到服飾設(shè)計(jì)中，用它可支持手勢(shì)和眼動(dòng)操作等多種交互方式，這一創(chuàng)新技術(shù)被稱作可穿戴技術(shù)，也稱智能穿戴技術(shù)⑧。

比利時(shí)魯汶大學(xué)和德國(guó)漢堡應(yīng)用科技大學(xué)的研究人員合作提出了一種系統(tǒng)級(jí)芯片解決方案，利用片上數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和多種生物醫(yī)學(xué)信號(hào)（如心電圖、腦電圖、誘發(fā)電位、呼吸有關(guān)的信號(hào)等）的采集和處理，其特點(diǎn)是：功耗小、體積小、性能可靠和容易編程，其靈活方便的集成化信號(hào)檢測(cè)技術(shù)很利于在智能穿戴傳感與檢測(cè)系統(tǒng)中得以應(yīng)用⑦。

用于檢測(cè)人體溫度與濕度的智能穿戴技術(shù)已經(jīng)較為成熟，能準(zhǔn)確測(cè)量人體體溫及出汗量。光纖光柵溫度傳感器作為光纖傳感器的一種，將它植入到織物中便可用來(lái)來(lái)檢測(cè)人體腋下的體溫，并且能夠?qū)崟r(shí)傳遞人體溫度信息，周宏圖等人就此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用做了大量的臨床實(shí)驗(yàn)和研究，現(xiàn)階段已經(jīng)可以投入生產(chǎn)使用。BIOTEX項(xiàng)目（歐盟資助項(xiàng)目）的部分內(nèi)容為以織物為基礎(chǔ)系統(tǒng)已用于人體運(yùn)動(dòng)期間的汗液分析，通過(guò)實(shí)時(shí)分析信號(hào)即時(shí)反饋給智能服飾穿戴者⑨。

（二）關(guān)于LED顯示技術(shù)的相關(guān)研究

最早的 LED只會(huì)發(fā)出紅光，它是由美國(guó)的霍洛亞克博士利用磷砷化鎵（GaAsP）半導(dǎo)體化合物材料在1962年研制出來(lái)的，現(xiàn)如今第四代 LED已經(jīng)出現(xiàn)，已經(jīng)能發(fā)出多種不同顏色，隨著 LED自身技術(shù)的成熟與普及，更多的人們開(kāi)始關(guān)注 LED的應(yīng)用領(lǐng)域。LED體積小、耗電低、抗震防水、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在服飾中得到應(yīng)用成為可能。就LED的應(yīng)用方法，陳元燈編著的《LED制造技術(shù)與應(yīng)用》在書(shū)中做了詳細(xì)闡述⑩。

（三）關(guān)于GPS定位和運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)的相關(guān)研究

衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS（Global Positioning System）于1994年由美國(guó)軍方研發(fā)完成，它早期的目的主要是運(yùn)用在軍事政治上的，但是現(xiàn)如今它在民用市場(chǎng)上也發(fā)揮了巨大的推動(dòng)力作用，特別是在定位導(dǎo)航方面作用顯著。

傳感器的尺寸隨著芯片制造工藝的日益革新而不斷變小，其制作成本也在的不斷降低，現(xiàn)已逐漸被廣泛用于個(gè)人導(dǎo)航定位系統(tǒng)。1999年 Levi和 Judd首次提出了行人航跡推算 PDR（Pedestrian Dead Reckoning）的方法，并應(yīng)用在 Point Research公司開(kāi)發(fā)的 PDR模塊中，行人的位置、行走距離、速度和方向等信息通過(guò)此種算法都可一一得出，它為個(gè)人的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳感奠定了基礎(chǔ) 。

（四）關(guān)于太陽(yáng)能電池和智能傳輸顯示技術(shù)的相關(guān)研究

技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、價(jià)格便宜和用途眾多等特點(diǎn)正是目前柔性太陽(yáng)能電池所全部具備的，它作為一種新興的薄膜太陽(yáng)能電池現(xiàn)已被大量應(yīng)用于太陽(yáng)能背包和太陽(yáng)能服飾的設(shè)計(jì)上 。太陽(yáng)能電池作為新興的環(huán)保能源，更適合運(yùn)用到戶外服飾的設(shè)計(jì)上，以便為相關(guān)智能設(shè)備提供便捷清潔的能源。

通信功能作為智能服裝的設(shè)計(jì)必備功能之一，在有線傳輸和無(wú)線傳輸兩種傳輸方式中，無(wú)線傳輸無(wú)疑是最適合智能服裝的傳輸方式。藍(lán)牙技術(shù)作為全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的全免費(fèi)的短距離無(wú)線通信協(xié)議，在手機(jī)、電腦等諸多電子設(shè)備中已得到了廣泛的應(yīng)用，它的這些特點(diǎn)也正適合智能服裝通信各方面需求。

現(xiàn)如今智能手機(jī) APP的使用已經(jīng)非常普遍具，用戶界面友好、控制方式靈活和無(wú)線通信方式多樣的三大特點(diǎn)，對(duì)于人機(jī)交互來(lái)說(shuō)再合適不過(guò)，它能及時(shí)的將智能穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)和計(jì)算出的有用的數(shù)據(jù)以及決策結(jié)果展現(xiàn)給使用者，這也有力地推動(dòng)了近幾年智能服裝設(shè)計(jì)的興起 。

根據(jù)以上相關(guān)技術(shù)綜述，可以得知在自行車騎行服和智能服飾的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，以及日趨成熟的智能穿戴技術(shù)方面，已有眾多研究機(jī)構(gòu)和科研學(xué)者做了大量的系統(tǒng)研究和論證試驗(yàn)，特別是在智能穿戴技術(shù)方面，隨著現(xiàn)代科技日新月異的進(jìn)步，各種現(xiàn)有智能穿戴技術(shù)不斷成熟，新型的智能穿戴技術(shù)也不斷出現(xiàn)，各式各樣的智能服飾推陳出新，但是縱觀現(xiàn)有的智能服飾市場(chǎng)，將智能穿戴技術(shù)和自行車戶外騎行服合為一體的智能騎行服還未出現(xiàn)，所以筆者就此展開(kāi)相關(guān)設(shè)計(jì)研究，希望能夠填補(bǔ)這一領(lǐng)域的空白。

四、自行車智能戶外騎行服的設(shè)計(jì)方案

自行車智能戶外騎行服在款式及顏色設(shè)計(jì)上，將參考戶外沖鋒衣的款式和色彩設(shè)計(jì)，并在其基礎(chǔ)上做改良設(shè)計(jì)，例如將其原先較為寬松的設(shè)計(jì)改為修身或緊身設(shè)計(jì)，使其騎行者在騎行過(guò)程中減少空氣阻力。在腰部下擺位置加長(zhǎng)設(shè)計(jì)，特別是在后背部位置，加長(zhǎng)衣身和下擺設(shè)計(jì)能夠保護(hù)騎行者在彎腰騎行的過(guò)程中，腰部也能得到很好的保護(hù)作用。自行車智能戶外騎行服的色彩主要以鮮艷的亮麗顏色為主，一是能夠使其更加時(shí)尚美觀，符合現(xiàn)在騎行者的審美愛(ài)好，二是可以促使戶外騎行道路上的其他行人或車輛能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)騎行者，避免碰撞危險(xiǎn)。

如何將上文提到的智能功能加入到自行車智能戶外騎行服的設(shè)計(jì)中，這將是此類服飾設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)。自行車智能戶外騎行服也將采用雙層設(shè)計(jì)，外層服飾表面將采用防水透氣性較好的涂層面料，柔性薄膜太陽(yáng)能電池板和LED警示燈也將嵌入到外層服飾表面，設(shè)計(jì)安裝在合適位置。太陽(yáng)能電池板主要設(shè)計(jì)安裝在騎行服的肩部和背部一些位置，以最大大限度來(lái)接受太陽(yáng)光，產(chǎn)生電能。LED警示燈將設(shè)計(jì)成特殊形狀安裝在騎行服的背部和上臂的位置，來(lái)對(duì)周圍車輛及行人起到提示作用，特別是在夜晚尤其重要。

自行車智能戶外騎行服里層的設(shè)計(jì)不僅要考慮到傳感器和傳輸線路的安裝走線位置，還要考慮到騎行者的穿著舒適度。心率呼吸監(jiān)測(cè)傳感器將會(huì)分別安裝在手腕脈搏位置和胸部位置；溫濕度監(jiān)測(cè)傳感器將靠近人體腋下位置；GPS接收器與運(yùn)動(dòng)軌跡傳感器將靠近前肩部位置，以最大程度接收信號(hào)；最重要的數(shù)據(jù)集成處理器和蓄電池將分別放在前胸口袋和下口袋位置隱藏起來(lái)，藍(lán)牙傳輸將和集成處理器一起放置，在靠近下頜的衣領(lǐng)位置會(huì)設(shè)有一個(gè)2.0耳機(jī)插孔，方便通話聽(tīng)歌。這些傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)最終都會(huì)通過(guò)手機(jī)APP實(shí)時(shí)顯示到騎行服穿戴者的智能手機(jī)上，方便記錄和監(jiān)測(cè)。這些傳感器的走線盡量沿著裁片車縫位置來(lái)走，避免線路混亂。

以上所述的設(shè)計(jì)方法還在不斷試驗(yàn)調(diào)整中，會(huì)結(jié)合設(shè)計(jì)需要以及用戶體驗(yàn)不斷調(diào)整，以求最終能設(shè)計(jì)出既科學(xué)又實(shí)用又時(shí)尚的自行車智能戶外騎行服。

五、自行車智能戶外騎行服設(shè)計(jì)在相關(guān)領(lǐng)域的推動(dòng)作用

集自行車騎行服和智能穿戴技術(shù)一體式設(shè)計(jì)的自行車智能戶外騎行服，能為戶外騎行運(yùn)動(dòng)者提供更加舒適的運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)，保護(hù)騎行運(yùn)動(dòng)者在戶外騎行運(yùn)動(dòng)中免受常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)損傷，它的出現(xiàn)不僅僅能夠改變現(xiàn)有騎行服主動(dòng)防護(hù)能力比較薄弱的現(xiàn)狀，還能使其智能穿戴技術(shù)能夠通過(guò)日漸風(fēng)行的騎行運(yùn)動(dòng)推廣設(shè)計(jì)到更多戶外運(yùn)動(dòng)服飾中，讓其更加高效廣泛的服務(wù)于大眾。智能戶外騎行服的多功能設(shè)計(jì)能最大限度地降低戶外騎行運(yùn)動(dòng)的相關(guān)設(shè)備購(gòu)買成本，將戶外騎行運(yùn)動(dòng)更加大范圍的在大眾之間推廣，以此來(lái)帶動(dòng)更多的人們參與到戶外騎行，由此來(lái)倡導(dǎo)更加環(huán)保的運(yùn)動(dòng)生活理念。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有騎行服和智能穿戴技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)，也為更多品類的智能服飾設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考，以此來(lái)推動(dòng)智能穿戴技術(shù)在服飾上的設(shè)計(jì)運(yùn)用。在前期調(diào)查實(shí)踐中通過(guò)對(duì)戶外騎行運(yùn)動(dòng)員運(yùn)相關(guān)動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)分析，可以設(shè)計(jì)出適合戶外騎行的智能騎行服裝，為騎行服飾的專業(yè)化設(shè)計(jì)提供方向參考，同時(shí)也為中國(guó)專業(yè)運(yùn)動(dòng)服飾設(shè)計(jì)在世界上引領(lǐng)潮流做好奠基?！?/p>

注：本文為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)：61502112；教育部人文社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目工程科技人才培養(yǎng)研究專項(xiàng)支持，項(xiàng)目編號(hào)：17JDGC021；廣州市屬高?？蒲许?xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)：1201630279，廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)：2015A020219014；廣東省高校學(xué)科建設(shè)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)：2013WYXM0094；廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目支持，項(xiàng)目編號(hào)：2013A058；廣州市羊城青年文化英才項(xiàng)目支持，惠宣通［2015］90號(hào)，以及2017年度廣東省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目支持。

注釋：

①王輝.從“大數(shù)據(jù)”看——跑步騎行賽事來(lái)扎堆[N].中國(guó)體育報(bào)，2017.4.

②美騎網(wǎng)，2016美騎中國(guó)運(yùn)動(dòng)自行車行業(yè)調(diào)查報(bào)告.2016.9.

③智研咨詢集團(tuán). 2015—2020年中國(guó)騎行服市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告.2014.11.

④高亦文，高磊.戶外服飾設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[M].上海：東華大學(xué)出版社，2015.

⑤田苗，李俊. 智能服裝的設(shè)計(jì)模式與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 紡織學(xué)報(bào)，2014（02）：109-115.

⑥薛哲彬，沈雷，任祥放.基于兒童安全的智能服裝系統(tǒng)研發(fā)模式[J]. 服裝學(xué)報(bào)，2016（05）：470-476.

⑦丁永生，吳怡之，郝礦榮，任立紅. 智能服裝理論與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2013.9.

⑧閆亞飛，王溯，陳小莉，李壯.可穿戴設(shè)備國(guó)際專利技術(shù)研發(fā)態(tài)勢(shì)分析[J]. 新材料產(chǎn)業(yè)，2016（12）：8-16.

⑨周宏圖，張美玲，劉雙寶，等. 光纖光柵溫度傳感器植入織物的研究[J].上海紡織科技， 2010，38（3）：18-20.

⑩于躍. LED服飾的視覺(jué)效應(yīng)與應(yīng)用設(shè)計(jì)研究[D].大連：大連工業(yè)大學(xué)，2010.