阿尔茨海默症老人智能安全服装的设计与研究

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随着科技进步和社会发展，人口老龄化和儿童丢失等问题逐渐加剧，穿戴智能服装的消费需求逐渐得到重视。目前，关于可穿戴智能服装的研究大都着重于功能性方面，在面料创新设计和智能装置开发方面还有欠缺.本研究对阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装的研究现状进行分析，总结阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装面临的问题，展望阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装未来的发展趋势.

[基金项目]

佛山市科技局自筹经费科研课题——阿尔茨海默症老人智能安全监护服装的设计与实现   项目编号：2020001005211

1 可穿戴智能服装研究现状

1.1可穿戴智能服装的发展现状

可穿戴智能服装是能够感知外部环境变化后对这种变化做出反应和调整的服装。日本的研究学者曾提出一系列老年可穿戴智能服装的研究成果，包括生命特征监测服、尿失禁产品等；2021年，加拿大滑铁卢大学学生研发了Athoea智能运动服，服装内置大量的生理、物理传感器和 EMG 运动传感器，可以实时监测运动者的心率、呼吸频率并感应、追踪肌肉纤维活动情况，通过 APP 应用程序反馈肌肉的运动状态。

1.2 可穿戴智能服装的分类

1.2.1 健康监测类可穿戴智能服装

健康监测是指对人体健康状况进行监测。老年人群器官功能和神经运动机能下降，健康监测类可穿戴智能服装是通过具有可以监测人体生理数据能力的传感器嵌入服装中，实现实时监测人体各项生命特征，如血压、血糖、心率、体温、呼吸、血氧等，并通过信息处理模块进行分析、生物电传感技术、人体物理传感技术在生物医学传感技术中的应用最为广泛。

1.2.2 养生保健类可穿戴智能服装

养生保健类可穿戴智能服装是有效提高身体健康的活动行为，随着观念进步，越来越多的年轻人群对养生保健越发重视，养生保健类智能可穿戴服装越来越受欢迎。

1.2.3 安全防护类可穿戴智能服装

安全防护类可穿戴智能服装是一类利用科技手段使其具有消除安全隐患和防护功能的服装。将智能技术与服装技术手段相结合，可以随时掌握儿童室外活动的情况及所在的具体位置，让家长们随时了解儿童的活动状态，提高儿童活动的安全性，可有效的起到防备儿童走失的作用。这种将智能信息技术定位元件安装在儿童服装上的设计，既保证了儿童的安全，又提升了服装的功能性，为实现以安全设计为目的的新型童装产品的开发奠定了理论基础。

1.2.4 辅助类可穿戴智能服装

辅助类可穿戴智能服装主要针对各类人群生活娱乐、心理健康方面进行设计。面对社会的工作压力，越来越多的女性成为了行业的领导者，在工作之余穿上一款带有香薰美容功效的家居服，将成为很多女性梦寐以求的可穿戴智能服装。

2阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装的设计路径与构思

2.1 阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装的设计路径

通过阅读文献资料发现，阿尔茨海默病老人智能安全服装的设计路径为：需求调研——设计构思（搜集、筛选设计方法）——实现、评价设计方案——选择制造工艺——嵌入电子元件——智能可穿戴服装产品。

2.2 阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装的设计构思

1、3D触发运动柔性感应系统模块

该阿尔茨海默病老人智能安全监护服装系统设置3D触发运动柔性感应模块，即通过阿尔茨海默病老人行为过程中的仰视角、俯视角和侧视角的角速度和线速度参数，按照时间序列下的位移方向和速度，使用加速度滤波算法来计算阈值，得到准确数据后打开散点安全气囊装置，该安全气囊内层为聚氨纤维，外层为人造皮革，内置弹簧感应充气装置，当速度和角度的控制阈值达到临界值的时候安全气囊自动弹出，保护阿尔茨海默病老人的头部、胸部、胯骨和四肢等身体部位。

2、GPS卫星定位系统模块

采用六颗已知卫星，根据其中4颗卫星三维坐标的相对距离确定经纬度和高度，第5、6个卫星减小偏差的计算方式来确定接收器位置，计算当前时间减去时间节点等于发送时间，由此可以得出阿尔兹海默症老人的具体位置坐标信息。

3、智能安全监护服装的系统设计

阿尔茨海默病老人智能安全监护服装系统按各个模块所要实现的功能不同分为：电源模块、3D触发运动柔性感应系统模块、A-GPS 实时定位模块、语音报警模块和无线通信模块，将多种模块有机地整合到阿尔茨海默病老人智能安全监护服装系统中。

4、服装造型结构和面料设计

阿尔茨海默病老人智能安全监护服装款式力求简单，便于穿脱。结构造型的设计以人体工程学为依据，实现穿着舒适性。整体服装的结构采用文化解构式设计，在款式上进行不规则分割线的装饰，形成切割分体结构造型，使服装整体更加符合人体工学和时尚感。在面料设计上，阿尔茨海默病老人智能安全监护服装的衣身和袖子采用纯棉或棉麻混纺面料，具有优良的吸湿透气性，符合老年人的日常穿着所需。

5、设备与传输

针对于阿尔茨海默病老年人的防走失、防跌倒特征形成多组监测数据，将参数形成的物理信号转化为电子信号，这种携带着体征数据的电子信号由异质传感器的数据采集之后形成，再经微控制器进行信号转换，使用滤波电路降噪放大等程序处理，经由物联卡模块把处理过的数据信息通过无线网络和Intemet 网络发送给制定云端进行实现实时监测，达到预防救治的目的。

3阿尔茨海默症老人可穿戴智能服装的设计案例分析

3.1 阿尔茨海默病老人智能安全服装工艺结构图展示

3.2 阿尔茨海默症老人智能安全监护服装的设计要点说明

该服装在针织面料上布置GPS柔性传感器、柔性纤维能源器件、柔性显示器、跌倒监测模块、辅助全球卫星定位系统（A-GPS）、无线电通信模块和安全气囊等硬件，具有辅助定位、监测跌倒、健康监测和语音提醒功能，可以有效看护患病老人。将GPS传感器分布于阿尔茨海默症老人服装的胸部，采用双色拼接的色彩进行设计，并在拼接处处以活褶口袋按扣式装置用以固定。裤装的膝盖位置分别放置安全气囊设备，当阿尔茨海默症老人穿着时身体倾斜度达到45度，便会自动弹出以便保护身体免受伤害。

4.结论

以老年健康监测类可穿戴智能服装作为一种特殊的人体穿戴服装，需要具备操作简单、功能集成、敏感原件微型、可交互等特点，为服用者提供医疗辅助是智能监测类服装的研发初衷。在阿尔茨海默症老人智能安全服装设计构思时，需要考虑服装材料、电子元件、人体尺寸、色彩款式及结构造型等方面，后期的制作工艺反馈调节结构设计，结构设计又影响服装的款式造型，结合科技发展与市场需求的设计路径将推动智能纺织服装产业的发展，促进其转型升级。

[作者简介]陶文娟（1984.02--），女，汉，博士研究生，广东职业技术学院讲师，主要研究方向为智能可穿戴服装、非遗文化传承设计。