徐蓉婷，薛 媛，王 瑤

（西安工程大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，陜西 西安 710048）

根據(jù)中國發(fā)展研究基金會發(fā)布的報告《中國發(fā)展報告2020：中國人口老齡化的發(fā)展趨勢和政策》中顯示，中國人口老齡化程度正逐漸加深，預(yù)計到2022年左右，中國65歲以上人口將占到總?cè)丝诘?4%，實現(xiàn)向老齡社會的轉(zhuǎn)變，這給社會保障體系、養(yǎng)老服務(wù)體系和老年人健康支持體系帶來極大挑戰(zhàn)。許多學(xué)者或部門已經(jīng)關(guān)注到這種社會現(xiàn)象，開展了針對老年人功能服裝的相關(guān)研究課題，本文通過對老年人群生理特征、心理特征和行為特征的分析，提出了針對老年人功能服裝的設(shè)計需求，并梳理了老年人功能服裝設(shè)計中可穿戴技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)和服裝結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

1 老年人特征下的功能服裝需求分析

1.1 老年人生理特征及其服裝需求

隨著老年人年齡不斷增長，新陳代謝降低，體內(nèi)的活躍細胞減少，皮膚彈性變差產(chǎn)生皺褶，脂肪在腰腹部堆積，并且女性人群中凸肚型占比較大。骨量減少導(dǎo)致骨質(zhì)疏松；肌肉流失，關(guān)節(jié)老化，使老年人動作遲緩；腦細胞減少，腦組織萎縮，表現(xiàn)為記憶力減退，睡眠時間減少，感官靈敏度降低，認知能力衰退[1,2]。摔倒防護、生命體征監(jiān)測、輔助治療、行動輔助、方便自理等是功能服裝設(shè)計時需要考慮到的因素。

1.2 老年人心理特征及其服裝需求

大部分老年人在退休后，空閑時間增多，時常感到無所事事，進而產(chǎn)生情緒低落、抑郁的消極心理。老人的身體機能下降，大腦功能減退，導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力減退，難以適應(yīng)和接受新的環(huán)境和新鮮事物，容易與社會脫節(jié)，產(chǎn)生孤獨感、焦慮感。老年疾病開始在他們身上顯現(xiàn)，使他們的健康狀況逐漸下降，心理上容易產(chǎn)生憂愁、恐懼的情緒[3,4]。穩(wěn)定情緒、娛樂消遣、心理安撫等成為他們的心理訴求，功能服裝的設(shè)計可以融入情緒監(jiān)測、可穿戴娛樂播放設(shè)備、語音對話等功能。

1.3 老年人行為特征及其服裝需求

老年人群的社交活動多為集聚型，活動范圍在自己熟悉的環(huán)境內(nèi)。出行方面，考慮到自己的體力和身體狀況，大多不會選擇遠行，出行方式多為步行或乘坐公共交通工具。同時，睡眠時間的減少，使許多老年人起床出行時間較早，并且出行時間有明顯的規(guī)律性，會選擇與其他年齡層人群的出行高峰時間錯開[5~7]。但戶外環(huán)境復(fù)雜，存在一定的不確定性，環(huán)境分析、防走失、緊急呼救、交通環(huán)境下危險提醒等成為他們對服裝的功能需求。

2 應(yīng)用于老年人功能服裝的先進技術(shù)

2.1 可穿戴技術(shù)及其應(yīng)用

可穿戴技術(shù)是融合了電子信息技術(shù)、人機交互技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等平臺，將可用于采集、處理及反饋裝置與衣物或配件相整合，實現(xiàn)人體健康檢測、活動輔助和保護、定位等功能[8,9]。

當(dāng)下，醫(yī)療科學(xué)水平的快速進步，極大地改善了老年人的生活環(huán)境。養(yǎng)老院、社區(qū)活動中心、室外公園等的出現(xiàn)，豐富了老年人的生活方式。但老年人的體質(zhì)隨年齡增長逐漸衰退，尤其是患有老年疾病的老人，很容易出現(xiàn)一些突發(fā)狀況，如果得不到及時搶救，可能會留下嚴重的后遺癥。針對老年人在不同環(huán)境和場景的需求，可穿戴技術(shù)在室內(nèi)、外監(jiān)測方面主要應(yīng)用于定位、行為識別、生理體征監(jiān)測三種功能，還可以在室外活動時起到輔助和保護的作用。

2.1.1 室內(nèi)、外監(jiān)測——定位

由于認知功能障礙的發(fā)生率在老年人中越來越高，這類人群的特點是很容易忘記身邊熟悉的人和事物，所以對老年人來說，位置的精確識別尤為重要。Mautz[10]將現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)根據(jù)傳感器類型分為了13種，即攝像機、紅外、觸覺和組合極系統(tǒng)、聲音、WiFi/WLAN、RFID、UWB（超寬帶）、高靈敏度GNSS、偽衛(wèi)星、其他無線通信技術(shù)（如ZigBee、藍牙、數(shù)字電視、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、雷達和調(diào)頻無線電）、慣性導(dǎo)航、磁性系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。室外防走失定位技術(shù)則根據(jù)定位范圍的大小有A-GPS、GSM、NFC等。桑盼盼[11]針對老年人走失問題，將NFC芯片嵌入到服裝的紐扣中制成NFC紐扣，搭配安全小兔APP設(shè)計了一款具有定位、快速報警、位置發(fā)送的智能針織衫。

2.1.2 室內(nèi)、外監(jiān)測——行為識別

行為識別不僅可以確保突發(fā)事件發(fā)生后及時引起警報，而且還是一種有助于指導(dǎo)人們的活動的方式，使人們避免危險行為。目前用于實現(xiàn)行為識別的監(jiān)測方法可分為：（1）使用攝像機連續(xù)視頻監(jiān)控的視覺識別技術(shù)，并將圖像與計算機視覺算法相結(jié)合來識別活動；（2）使用無線通訊技術(shù)，利用熱成像傳感器檢測到的物體狀態(tài)或環(huán)境變量中推斷人的活動行為；（3）利用傳感器的識別系統(tǒng)，如加速度計和陀螺儀，通過直接佩戴于人體上來采集數(shù)據(jù)，檢測身體部位的姿態(tài)變化[12]。

老年人在室內(nèi)、外活動時，意外傷害中摔倒受傷最為常見，姿勢變化識別是判斷是否摔倒的關(guān)鍵，利用可穿戴傳感技術(shù)，捕捉人的動態(tài)變化，實時分析數(shù)據(jù)從而達到判斷摔倒行為的目的[13]?？纱┐骷夹g(shù)檢測摔倒的方法有兩種，一種是以加速度分析或傾角分析形式的電子信號傳感器[14]；另一種可用于摔倒檢測的方法是利用高精度的模擬前端，采集人體活動過程中產(chǎn)生的生物電而制成的生物傳感器[16]。如利用表面肌電圖可以獲取不同肌肉群在活動中的運動信息，結(jié)合足底壓力分布提供的步態(tài)分析，將得到的數(shù)據(jù)進行分類，采用極限學(xué)習(xí)機的參數(shù)優(yōu)化技術(shù)（DPK-OMELM）監(jiān)測姿勢轉(zhuǎn)換的類型，結(jié)果準確性超過了96%[15]。

2.1.3 室內(nèi)、外監(jiān)測——生理體征監(jiān)測

老年人的身體機能隨年齡的增長逐漸衰退，身體素質(zhì)變差，患病風(fēng)險變高，因此，一個實時健康監(jiān)測系統(tǒng)以確保老年人的日常生活至關(guān)重要，并且可穿戴設(shè)備的出現(xiàn)也成為了老年人身體狀況評估的一種醫(yī)療手段。可穿戴技術(shù)主要監(jiān)測體溫、心率、呼吸頻率三種生命體征，此外，血壓、血糖、血氧等生物信號也在監(jiān)測范圍之內(nèi)。使用的傳感器根據(jù)使用目的可分為熱敏電阻、電極、應(yīng)變式傳感器、抗阻等。田金枝[16]設(shè)計了一款可以無創(chuàng)監(jiān)測血糖的智能服裝，運用了實時監(jiān)測血糖數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CGM），通過血糖探測器監(jiān)測皮下組織液的血糖濃度從而提供全方面的血糖信息，但患者在穿著這款服裝測試血糖時不可以有較大動作，否則會使測試數(shù)據(jù)有偏差。

2.1.4 室外活動輔助

在戶外活動時，老年人的體質(zhì)水平限制了他們的活動范圍和形式，可穿戴技術(shù)的出現(xiàn)可以輔助他們?nèi)粘Ｉ眢w活動，減輕行走疲勞和關(guān)節(jié)負擔(dān)。柔性機械外骨骼是一種可穿著于人體外部的一種可穿戴設(shè)備，融合了電子機械、電子信息、移動計算等技術(shù)，其用途主要面向高齡護理、殘疾人輔助或消防及警察等危險作業(yè)[17]，哈佛大學(xué)Wyss實驗室在2018年研制出第三代柔性下肢外骨骼系統(tǒng)Soft Exosuit，與未穿任何助力產(chǎn)品相比可使穿戴者的代謝值降低17.4%±3.2%[18]。

2.1.5 室外活動保護

對于老年人來說，可穿戴技術(shù)在室外活動保護方面主要是穿戴式安全氣囊，當(dāng)姿勢識別傳感器檢測到人體摔倒動作發(fā)生時,利用集氣瓶瞬間向氣囊中充氣實現(xiàn)對人體的防護?，F(xiàn)有的一些安全氣囊的集氣瓶啟動依靠的是點燃火藥釋放氣體，這種方式具有一定的危險性，有韓國研究員開發(fā)了一種觸發(fā)彈簧釋放氣體的集氣裝置，充氣速度更快，可以更好地防護摔倒[19]。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對可穿戴技術(shù)在老年人功能服裝的研究主要是從老年人身體機能下降程度和日常生活中會遇到的各種突發(fā)情況入手，利用電子通訊、生物力學(xué)、計算機等理論基礎(chǔ)，研究成果涉及定位、行為識別、生理體征監(jiān)測、活動輔助、摔倒防護等?？纱┐髟O(shè)備能夠通過數(shù)據(jù)分析做出相應(yīng)的自主反饋，使服裝具有智能功能，但同時也帶來了穿脫復(fù)雜化、安全性、耐久性、舒適性等問題。

2.2 生物化學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用

生物化學(xué)技術(shù)是指運用化學(xué)、物理、生物中的相關(guān)原理和方法，將生物體、活性物質(zhì)參與生產(chǎn)過程的理論知識[20]。對于紡織服裝來說，主要是一些新型纖維、高分子材料在服裝方面的研究和應(yīng)用，以滿足人們對服裝舒適性、功能性的要求。

2.2.1 生物化學(xué)技術(shù)在衛(wèi)生保健中的應(yīng)用

衛(wèi)生保健類面料是具有抗菌、除味、理療等特殊功能的面料，針對老年人群的抗菌除味面料的功能實現(xiàn)主要依靠后整理或混紡抗菌除味纖維。在纖維表面鍍銀的方式屬于后整理中一種，但這類面料的耐洗度不高，抗菌功能會隨洗滌次數(shù)增加而下降[21]。在抗菌除味纖維的混紡研究中，朱達輝[22]將吸濕發(fā)熱腈綸、珍珠纖維和甲殼素纖維按照50:30:20進行混紡，性能測試結(jié)果顯示面料具有良好的抑菌效果，同時還有護膚保暖的功能。

老年人由于骨量流失造成骨質(zhì)疏松，關(guān)節(jié)也隨年齡增大磨損嚴重，造成關(guān)節(jié)疼痛或神經(jīng)麻木等身體不適，有些功能服裝的面料通過混紡功能纖維以達到理療的功效，強生公司研發(fā)了一款石墨烯功能纖維“凱瑞納”，具有遠紅外發(fā)熱功能，制成的紡織產(chǎn)品可以促進血液循環(huán)[23]。磁性纖維的混紡織品可以影響人體的血流、神經(jīng)等方面[24]，吳菲非[25]對混紡磁性纖維進行了研究，得出加入磁性纖維的紡織品具有良好的抗起球性能，吸濕性也有改善。在設(shè)計老年服裝時采用這種面料不僅可以具有理療功能，同時提高了服裝整體的服用性能。

2.2.2 生物化學(xué)技術(shù)在摔倒保護中的應(yīng)用

在能夠成功預(yù)測摔倒動作的基礎(chǔ)上，防摔倒型功能服裝可以在設(shè)計時增加事件發(fā)生后的保護功能。現(xiàn)有的撞擊緩沖材料種類主要有軟質(zhì)緩沖材料、安全氣囊、新型高分子材料。于曉坤[26]等設(shè)計了一款老年人髖關(guān)節(jié)抗沖擊保護褲裝，測試了六種常用的軟質(zhì)緩沖材料（海綿、彈力棉、丁苯橡膠、乙烯丙烯二烯單體、氯丁二烯橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）抗沖擊性能測試，最終選擇了20mm的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物做為防護服的保護襯墊。具有三維空間結(jié)構(gòu)的材料也可以很好的吸收摔倒時的沖擊力，保護墊可以用熱塑性聚氨酯彈性體作為原材料，利用3D打印技術(shù)，將保護墊的每個基本單元設(shè)計為一個3D六角形網(wǎng)格（如圖1），這種組織設(shè)計的保護墊可減少超過82%的摔倒沖擊力，并有助于防止跌倒時臀部骨折[27]。

圖1 保護墊基本單元結(jié)構(gòu)示意圖

新型高分子材料也廣泛運用于防摔倒服裝的設(shè)計中，最常見的有D30凝膠材料、STF（剪切增稠液）結(jié)合紡織纖維、三維空間復(fù)合材料[28]。例如STF（剪切增稠液）通常是由微顆粒和納米顆粒在一定的分散介質(zhì)中均勻形成的高濃縮膠體懸浮液，在正常情況下，它是一種具有流動性的輕微粘性液體，但當(dāng)它受到高速的外部沖擊時，STF從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，當(dāng)沖擊力消失時，STF就會立即從固態(tài)恢復(fù)到液態(tài)。在這個轉(zhuǎn)換過程中，STF吸收了大量的外部沖擊能[29]。

2.3 服裝結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)及其應(yīng)用

服裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計是服裝從平面效果圖變?yōu)榱Ⅲw造型的重要環(huán)節(jié)，而結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計就是通過對服裝設(shè)計目的的分析將服裝結(jié)構(gòu)與老年人、殘障人士等有特殊需求的人群相結(jié)合而進行的服裝功能性研究[30]。在服裝類型中“休閑寬松”和“可拆卸且方便清洗和日常維護”是老年人比較在意的兩點[31]，改善服裝穿脫便利性的方法有服裝開口設(shè)計和可拆卸式服裝設(shè)計。

2.3.1 服裝開口設(shè)計

設(shè)計服裝的開口方式主要包括開口位置和開口大小兩方面，何綺雯[32]在設(shè)計褲裝時考慮到老年人飯前飯后腰圍變化這一情況，在腰頭處添加了松緊帶；為方便獨立穿脫，在腰頭兩側(cè)做了開口處理以放大腰頭，輔以魔術(shù)貼封口。服裝的開口大小應(yīng)當(dāng)根據(jù)老年人的自理水平來設(shè)計，吳佳玥等人[33]將輪椅使用者分為輕度活動障礙者和重度活動障礙者，在褲裝設(shè)計時進行了分別研究，結(jié)果顯示對于輕度活動障礙群體的最優(yōu)選擇為開口大小25cm、開口位置在腹部、緊固件為魔術(shù)貼；對于重度活動障礙群體的最優(yōu)選擇為開口大小95cm、開口位置設(shè)在腿部中間、緊固件為拉鏈。

2.3.2 可拆卸式服裝設(shè)計

具有可拆卸結(jié)構(gòu)的老年人功能服裝大多針對自理程度不高需要長期臥床或使用輪椅的老年人，對輪椅使用者而言，可以考慮在袖窿、襠部添加拉鏈設(shè)計使衣袖、褲腿可以直接拆卸。李婧[34]針對長期臥床的老人會有患壓瘡風(fēng)險這一現(xiàn)象設(shè)計了一套預(yù)防護理服裝。服裝在設(shè)計時考慮穿脫方便，將整條拉鏈設(shè)計在袖部，從領(lǐng)口一直延伸至袖口，為方便身體的清潔護理，上衣背部使用了魔術(shù)貼，可以將背部衣片拉開操作。

在服裝結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計方面，國內(nèi)外研究主要考慮穿著者自理程度和日常生活的特殊需求來進行有針對性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)服裝的穿脫便利性，并且對于緊固件的選擇大多以拉鏈、魔術(shù)貼為主，較少使用系帶作為封口設(shè)計。

3 老年人功能服裝的發(fā)展趨勢

老年群體的需求特殊性使得市場上的普通服裝不能夠很好地滿足他們的需求，而功能服裝具有多學(xué)科技術(shù)交叉融合的特點可以一定程度改善這一現(xiàn)狀。近年來，相關(guān)院校和企業(yè)也在老年人功能服裝領(lǐng)域投入越來越多的精力，發(fā)掘更多的研究空白。隨著科技和社會的進步，未來老年人功能服裝將會向以下幾方面發(fā)展。

3.1 人機交互感更強

老年人功能性服裝在設(shè)計時，較多地關(guān)注生理需求方面，很少關(guān)注他們的心理訴求[35]。“空巢老人”和居住在養(yǎng)老院的老人有很多，他們內(nèi)心或多或少都有孤獨感和焦慮感，如果設(shè)計出人機交互感更強的智能型功能服裝，可能會減輕他們心理負擔(dān)。

3.2 安全防護性更全面

在老年人功能服裝的設(shè)計中，已經(jīng)有一些關(guān)于安全防護的設(shè)計研究，例如摔倒防護、防走失提醒等，但環(huán)境提醒的相關(guān)智能服裝設(shè)計較少。比如，老年人行動緩慢，并且時常有耳背的現(xiàn)象，在戶外行走時無法全面分析所處環(huán)境，據(jù)文獻所示老年人道路交通傷占老年人非故意傷害病例的21.8%[36]。計算機視覺技術(shù)已經(jīng)廣泛運用于監(jiān)控系統(tǒng)，與老年人服裝相結(jié)合可以使安全防護功能更加全面。

3.3 功能性更強

現(xiàn)在的一些功能性服裝或可穿戴設(shè)備在設(shè)計之初只研究了一種或幾種功能，無法實現(xiàn)一衣多穿，如果實現(xiàn)多種智能功能可能需要佩戴多個設(shè)備，這樣會造成穿著負擔(dān)。

3.4 服裝安全性和美觀性的提高

隨著越來越多的關(guān)注者將目光投入到智能可穿戴領(lǐng)域，功能服裝的種類也越來越多，有必要制定一系列相關(guān)安全標準，配合國家出臺的一系列法規(guī)政策，完善老年人功能服裝的研發(fā)生產(chǎn)體系[37]。許多智能功能的實現(xiàn)是在服裝上增加一些柔性電子設(shè)備，無法很好地做到保證功能的情況下也保證具有良好的舒適性和美觀性。

4 結(jié)論

本文首先分析了老年群體特征下的功能需求，其次從可穿戴技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)、服裝結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計三個方面梳理了老年人功能服裝研究現(xiàn)狀及進展，可得到如下結(jié)論：

一是國內(nèi)外的相關(guān)研究成果主要側(cè)重于服裝功能的實現(xiàn)和實踐效果，涉及了老年人日常生活中突出問題的解決方式，包括室內(nèi)外監(jiān)測、活動輔助與保護、功能型面料等，但針對功能服裝最終的穿著舒適性方面研究不足，產(chǎn)品功能評估缺少系統(tǒng)體系和案例參考。

二是老年人功能服裝領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展前景，以用戶為中心挖掘服裝的功能需求、提高服裝的安全性和穿著舒適性、建立合理的研發(fā)生產(chǎn)體系將有效改善老年人功能服裝的現(xiàn)狀，綜合考慮功能服裝的應(yīng)用場景、老年人的自理程度，設(shè)計有效的服裝產(chǎn)品。