辅助负面情绪的智能服装研究_姬璇.pdf

98 Fashion China学术交流|Academic Exchange辅助负面情绪的智能服装研究姬璇 曾慧 吴晓航姬璇：大连工业大学,研究生。研究方向：服装设计与产品化。曾慧：大连工业大学,教授,博士生导师。研究方向：服饰史论与服饰文化研究,民族服饰创新应用设计研究。吴晓航：大连工业大学,研究生。方向：服装设计与产品化。国家社科基金艺术学项目（21BG127）基于东北地区传统服饰历史文化的创新设计应用研究国家社科基金重大项目（19ZDA183）中国古代北方多民族服饰文化融合及中华文化认同摘要：由于经济水平的提高,人们的压力也越来越大,焦虑、悲伤、抑郁等负面情绪逐渐影响着我们的生活,本文用服装感知情绪,在服装上面安装智能纤维、电子器件等,它们通过感知穿戴者的情绪变化、动作幅度等情况,对穿戴者进行不同的灯光颜色提醒,在服装色彩和图案上选取可治愈性的色彩和图案,让穿戴者有很好的感官体验,再通过面料的温度变化来安抚穿戴者的情绪,帮助穿戴者能更好地进行休息、睡眠、避免情绪异常,在智能服装的帮助下,可以有效地安抚情绪激动者,稳定情绪。关键词：智能服装;负面情绪;感官体验中图分类号：TS941.2 文献标识码：A文章编号：1009-6256（2023）02-0098-04Research on Smart Clothing for Negative Emotion AlleviationJi Xuan,Zeng Hui,Wu XiaohangAbstract:Today,peoples pressure has been increasing with the development of social economy.Negative emotions,such as anxiety,sadness,and depression,constantly affect our lives.The clothing introduced in this article is equipped with devices for emotion sensing,such as smart fibers and electronic devices,which can sense wearers emotional changes and movements and give different light colors based on them;in terms of clothing color and pattern style,healing colors and patterns are adopted to provide a good sensory experience,while the temperature of the fabric can also be changed to soothe negative emotions,helping the wearers to rest better and avoid emotional abnormalities.With this type of smart clothing,the emotionally agitated can be effectively appeased to come into a stabilized mood.Key words:Smart clothing;Negative emotion;Sensory experienceCLC Number:TS941.2 Document Code:AArticle number:1009-6256（2023）02-0098-04伴随着科学技术的发展,不同学科、研究手段相互渗透,使我们对于情绪的认识和研究有了深入的研究,在设计领域上,情绪设计方面研究不断增加,但仍然处于探索阶段,本文通过嵌入服装传感器和发热面料来辅助穿戴者能更好地控制自己的情绪变化。一、负面情绪无时无刻我们都会产生情绪的变化,情绪是一种心里和生理的状态,一般分为正面情绪和负面情绪,正面情绪对我们有着积极的作用,负面情绪会产生消极的作用。(一)负面情绪的概念4p-公司-返修完毕-姬璇、曾慧、吴晓航-服装设计师23年2-4月-辅助负面情绪的智能服装研究.indd 982023/2/15 12:56:22Fashion China 99学术交流|Academic Exchange负面情绪上包括焦虑、痛苦、抑郁、悲伤、愤怒等,一个人一旦负面情绪产生,外在上会表现为垂头丧气、眉头紧锁、痛哭流涕等表情暴力行为,内在上会产生血压升高、心率加快、脑出血等症状。沙赫特曾经提出“每一种情绪的产生,都离不开机体的生理变化、外界的环境刺激、外界行为刺激,这三种相互作用,起决定作用的是认知过程1”,产生负面情绪的面部表情、行为等外在表现可以通过仪器监测、观察来完成。本文所认定负面情绪是根据生理信号和外在表现来一起进行判定的（如图1所示）。图1：沙赫特情绪理论推导图(二)负面情绪的判断负面情绪会表现在四肢动作、面部表情变化、进而引发身体激素变化导致的内脏活动变化。可以通过监测生理变化和外在表现来准确地判断负面情绪。1.生理变化当人们遇到外部所带来的刺激时,人体的大脑会和器官内分泌一起,产生情绪上的变化,通过分析这些生理信号的大小,来准确进行人们情绪的判断。当人在愤怒的情绪下,会感到脑部发晕、血压值升高,甚至呼吸频率都是正常情况下的一倍,情绪不同也会导致皮肤电信号、心率的不同,同时也会产生不同的生理信号波动,本文主要判断负面情绪的生理信号为心电信号。北京大学心理系徐景波在实验中根据心电信号的采集1,对正面和负面情绪得出了一个结论,实验认为,正面情绪下,心率变化不大,负面情绪下,心率波动较大,因此,不同的情绪下生理反应是不同的（如表1所示）。表1：不同情绪下心率的基础值与反应值2.外在表现通过身体里的内分泌系统,情绪的表现最后会显现在外部表情和身体姿态上。在面部表情上主要表现在嘴巴、眉毛、眼睛,比如表示惊讶的瞪眼、焦虑的皱眉等;在姿态上会表现在人体动作的幅度、频率、时间等,比如感到愤怒时咬牙切齿、害怕和紧张时会增加腿部抖腿频率等。二、有关情绪智能服装技术(一)高科技纤维材料科技与材料的发展,使得现在一些高科技纤维材料得以实现,它区别于传统的纤维材料而言,增加了更多的功能实现的可能性和实用性,凭借着他们独有的感知能力与传感器、电子线路编织在一起能够表达出人们的感官功能和情绪变化。飞利浦公司设计的LED茧衣,衣服由多个led灯组成,当衣服里面安装的传感器感受到穿戴者脸红时,LED灯就会发光,这种传感器会镶嵌在衣服内测,可以高敏感地准确感受到穿戴者的情绪变化2。莱斯大学实验室研发了一款“智能衬衫”,编织在织物中的纤维还可以用来嵌入天线或LED,通过柔性碳纳米管纤维编织在衣服上,可以收集心电图和心率数据。对纤维的几何形状和相关的电子器件稍作修改,最终可以让衣服监测生命体征或呼吸频率。波兰时装设计师IgaWeglinska,设计了两款情绪化服装,通过佩戴在手指上的传感器来感受体温和心率,识别穿戴者的焦虑和压力,再通过LED灯的颜色变化来进行提醒,LED灯颜色变冷,象征着穿戴者需要放慢呼吸、冷静下来。(二)LED在服装上的应用实现1.LED与服装面料结合的方式第一种方式是直接放在面料表面。LED可将设计突出,有鲜明的风格感受,把LED放在服装面料表面上所带来的灯光效果不受服装面料的遮挡,可以将4p-公司-返修完毕-姬璇、曾慧、吴晓航-服装设计师23年2-4月-辅助负面情绪的智能服装研究.indd 992023/2/15 12:56:22100 Fashion China学术交流|Academic ExchangeLED灯光效果完全展现在视野下,给人一种光彩夺目的视觉效果。此类服装主要和亮片、塑料、皮革、金属等材料进行搭配。第二种方式是将LED放在面料的内部,这种方式可以不显露LED的外观特征,可以更好地隐藏LED的形状和隐藏电路布局,但这种方式最后会导致光纤透过的面料较少,会使人有一种朦胧神秘的感觉。这类服装都会采用半透明、镂空材料、轻薄织物等。第三种方式是将LED通过钩针、刺绣等工具镶嵌到服装上,这种方式可以使LED更好地和面料图案进行结合,增加设计空间和灵动性。第四种方式是将PMMA材料和LED结合在面料上,侧面少许的LED灯可将正面PMMA材料打亮,可产生一种独特的肌理感。2.LED在服装上的交互程序首先可以将数字技术编程和LED进行结合,通过数字技术写入驱动程序,控制LED灯光的开关、亮度等,其他电路的命令程序也能更好地控制灯光的颜色、图案的变化。传感器和LED的结合可以更好的方便人们收集与观察信息资料。三、智能服装创新设计方案(一)产品技术根据前文对负面情绪的分析和有关情绪的智能服装技术的梳理,可以得出硬件方面需要依靠LED、芯片、摄像头、语音识别模块等传感器使用来观察和获取穿戴者的情绪数据,摄像头用来观察穿戴者的面部表情或行为动作,若出现正向情绪,忽略不需要处理,若出现负面情绪,可以通过语音提醒、LED灯光闪烁、播放舒缓情绪音乐等方式提醒穿戴者控制自己减弱负面情绪（如图2所示）。图2：技术支持与实现模型1.LED根据前文的介绍本文将采用将LED放在面料的表面,再利用嵌入服装中的传感器,对穿戴者进行心率的生理数据记录,再通过计算技术对数据进行分析处理,判断穿戴者当前的情绪变化,佩戴者心率正常时,反应值和基础值的差值（t）t0.2呈现正面情绪时灯光变暖色,心率激动时,差值（t）4呈现负面情绪时,灯光变冷色,冷色提醒穿戴者要注意情绪,使自己冷静下来,心率变化幅度越快,灯光闪烁越频繁（如图3所示）。图3：LED工作原理2.面料面料上采用碳纤维加热型多层复合的织物面料,通过这种加热纺织面料可保证用户在睡眠时可保持舒适温度,带来高质量睡眠,以避免休息不好时,所带来的情绪问题。这种面料分为三层（如图4所示）,加热层要保证在安全的情况下给人体传热,加热传导器主要是由于电热元件的置入,加热层不能过硬要尽可能的柔软,以保证人体的舒适度,防护层不仅要用来防风、防水,还要散热性强,以保证既不烧伤人体皮肤还能保护电热元件防止损坏3。贴合皮肤表面选择吸湿保暖较好的棉织物、加热层选择有良好的热传递性能的石墨烯莫代尔纤维,防护层选择质地紧密的复合织物。图4：加热状态下织物层次示意图(二)服装款式图1.款式图芬兰的阿尔托大学对人体在不同情绪下的体温做了实4p-公司-返修完毕-姬璇、曾慧、吴晓航-服装设计师23年2-4月-辅助负面情绪的智能服装研究.indd 1002023/2/15 12:56:22Fashion China 101学术交流|Academic Exchange验,研究结果表明人体在不同情绪下,局部部位会有不同的温度变化,胸部温度较高,四肢温度较低。本文考虑到发热面料要来辅助睡眠,所以对服装面料进行了一个分割,主要的加热部位分布在躯体四肢,也是款式图中的橙色部位,以保证四肢温暖,达到有利于散热降低核心体温,保证睡眠质量。服装为了穿戴者方便日常行为活动主要设计以舒适的家居服为主,在设计结构上根据人体结构不同面料上选取的也不同,考虑人体温度分布特点,合理地放置加热面料和在面料表面的监测心率变化的LED传感器,体现智能服装的形式美、功能美、科技美（如图5所示）。图5：服装款式图2.色彩与图案颜色就像音乐一样,不同的颜色会带来不同的情绪体验。色彩的基本特征有：饱和度、明度、纯度,图案也有同样的功能,图案能影响用户情绪的特征有：线条、色彩、形象、质感。武汉纺织大学曾对不同图片的治愈效能做了一个问卷分析调查评估,一共选择了23张不同的图片进行测试,最后选取了综合排名前六位的治愈系图片进行了分析4（如图5所示）。表2：治愈效能综合排名前六位图片治愈特征分析本文针对负面情绪人群在服装色彩上选择给人一种轻松、无负担、松散、不紧张的情绪特点,可以给用户放松舒心的感觉,因此选择了明度和饱和度都较为适中的色彩5,从而治愈负面情绪人群的身心（如图6所示）。图案上选择圆滑、柔和的线条和治愈系较高的小动物图案（如图7所示）。图6：色彩选择图7：图案选择由于限制因素,本文研究不足,在此提出本文未涉及及后续的研究进行展望:1、针对负面情绪人群的调研时间及样本总量缺乏,观察及数据量较为片面,后续应当花时间去做一些数据调研,进行全面的深入研究。2、对可穿戴设备理解程度不够,后续应当多了解相关产品,不能局限于理论研究。3、设计实践的完整度不足,后续应将设计继续深化,并得出较多方案进行对比与验证,并将产品系统的设备和技术真正的完善,不能停留在理论方案层面的研究,使整体的产品系统更加完善。结语：辅助负面情绪的智能服装设计的目的是为了让那些情绪易暴躁的人学会科学地控制情绪,通过LED、可变色材料、传感器等智能材料设计服装,达到赋予服装更多功能和改善用户体验的目的,色彩、图案的变化能让用户与自己的情绪拉近,更好地增加和辅助自己的情绪、改善用户的心情。注释：1 殷悦：基于负性情绪的老年可穿戴设备设计研究D,南京理工大学,2017。2 孙金琴：“Anyone”智能夜跑服情感化交互设计研究D,南京艺术学院,2019。3 张颖：碳纤维加热型多层复合织物热湿舒适性能研究D,东华大学,2018。4 唐淼：基于治愈情感需求的家居服设计研究D,武汉纺织大学,2021。5 王晓光：治愈系服装设计研究D,中国美术学院,2017。4p-公司-返修完毕-姬璇、曾慧、吴晓航-服装设计师23年2-4月-辅助负面情绪的智能服装研究.indd 1012023/2/15 12:56:22