王可卿，徐淑波

（江西服裝學(xué)院，江西 南昌 330201）

0 引言

數(shù)碼科技以及大數(shù)據(jù)的進(jìn)步迅速，令交互設(shè)計(jì)在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域影響力不斷增強(qiáng)，信息交互變得極為重要，涉及到人們的需求滿(mǎn)足和用戶(hù)體驗(yàn)的優(yōu)化。對(duì)于人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡奈锛?，如鞋靴，其需求和體驗(yàn)受到了舉足輕重的考慮。因此，隨著人工智能為可穿戴設(shè)備帶來(lái)的革新，消費(fèi)者的需求開(kāi)始擴(kuò)散至鞋靴行業(yè)，其中，智能鞋靴就是最新的潮流，吸引了各行業(yè)的關(guān)注。隨著人工智能的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越具有與人類(lèi)思想和行為相似的智力特征。不同類(lèi)型的人工智能系統(tǒng)具有不同的智能水平，從簡(jiǎn)單任務(wù)的自動(dòng)化到對(duì)人類(lèi)思維過(guò)程的復(fù)雜模仿。

1 鞋靴智能化的影響

在日常生活中也有不同種的智能鞋靴進(jìn)入了人們的生產(chǎn)生活當(dāng)中。先從計(jì)步功能和定位功能兩大類(lèi)別進(jìn)行分析。計(jì)步功能的運(yùn)動(dòng)鞋和具有定位功能的鞋。智能定位鞋市場(chǎng)主要分為運(yùn)動(dòng)和健身領(lǐng)域以及老年人和兒童護(hù)理領(lǐng)域。在運(yùn)動(dòng)和健身領(lǐng)域，智能定位鞋可以提供運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的記錄和分析，為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)化的運(yùn)動(dòng)解決方案[1]。在老年人和兒童護(hù)理領(lǐng)域，智能定位鞋可以通過(guò)定位和監(jiān)測(cè)功能,及時(shí)掌握老年人和兒童的位置和健康狀況，避免可能出現(xiàn)的意外事件。

在健康智慧方面，人工智能的發(fā)展和使用也是極其可觀，健康材料要柔軟有彈性、透氣性、吸濕性[2]。如老年人普遍存在高血壓、高血脂等疾病，形成血液循環(huán)障礙，所以需要減少鞋對(duì)于腳面的壓迫。另外，像圖像識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)這樣的技術(shù)也給人們帶來(lái)了更多的保密性方法，比如面部識(shí)別、指紋識(shí)別和虹膜識(shí)別。有了這項(xiàng)技術(shù)，我們可以更好地保護(hù)人民的財(cái)產(chǎn)、隱私和安全。

人們的雙腳除了支持人體的重量外，還有著把遠(yuǎn)端的血液推向心臟的功能，所以腳又被稱(chēng)作是“第二心臟”[3]。心臟的主要功能是維持人體的正常供血，維持人體的血液運(yùn)行等等，可以說(shuō)明，腳部的血液循環(huán)是否良好，會(huì)影響整個(gè)身體的血液運(yùn)行。除此之外我們的雙腳有多個(gè)反射區(qū)存在，腳掌上收到的刺激通過(guò)神經(jīng)，經(jīng)絡(luò)，反射到大腦皮層，反射到臟腑，對(duì)大腦，臟腑都會(huì)產(chǎn)生良性刺激，對(duì)維持健康意義重大。由此可得，一雙性能優(yōu)良的鞋靴將是人們健康生活的重要組成部分。

智能鞋的設(shè)計(jì)理念也鼓勵(lì)人們用高科技的方式改善和提升自己的健康狀況。實(shí)際上，鞋靴身具備消費(fèi)品的特性，與電子產(chǎn)品相似。根據(jù)行業(yè)報(bào)告顯示，未來(lái)智能鞋市場(chǎng)將繼續(xù)穩(wěn)步增長(zhǎng)，未來(lái)四年的復(fù)合年增長(zhǎng)率大概在23%左右。像Adidas和Salomon之類(lèi)的大企業(yè)也一直在測(cè)試通過(guò)腳部生物力學(xué)定制運(yùn)動(dòng)鞋的功能。在這之前已經(jīng)問(wèn)世了一種可以感知我們自己腳的生物活性智能運(yùn)動(dòng)鞋。

2 智能鞋靴的市場(chǎng)需求

智能穿戴市場(chǎng)的發(fā)展正如火如荼，除了智能手表和智能手環(huán)之外，智能鞋靴已經(jīng)成為一種新現(xiàn)象。這個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)吸引了多家企業(yè)的目光，新創(chuàng)業(yè)企業(yè)、傳統(tǒng)鞋企和大中型跨國(guó)公司，都在嘗試智能鞋產(chǎn)業(yè)。Google、Nike、完美、云朵、幻橙等許多的公司都在試圖生產(chǎn)智能鞋，并希望從這種和人類(lèi)生活最為密切接觸的產(chǎn)業(yè)中，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

據(jù)調(diào)查，女性平均每人擁有24雙鞋，男性則相對(duì)較少，擁有15.5雙，平均每人擁有的鞋子可達(dá)21.2雙，僅中國(guó)成人鞋市場(chǎng)的規(guī)模龐大，甚至超過(guò)了2 000億元人民幣，而中國(guó)每年生產(chǎn)的鞋靴數(shù)量也早已突破60億雙。近年來(lái)，隨著智能可穿戴設(shè)備的發(fā)展，很多團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究用不同的方式讓鞋靴變得更智能，使其成為智能產(chǎn)品。

根據(jù)預(yù)測(cè)，智能鞋市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2022年至2027年間其復(fù)合增長(zhǎng)率可能達(dá)到21.7%，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至5.494 5億美元。這一增長(zhǎng)勢(shì)頭背后的主要驅(qū)動(dòng)力包括健康生活方式的提升，智能健身產(chǎn)品意識(shí)的提高，以及醫(yī)療應(yīng)用的普及。在這個(gè)趨勢(shì)下，智能鞋作為一個(gè)可以緩解足痛、扁平足、跟蹤健康狀況，并能夠提高運(yùn)動(dòng)效率的產(chǎn)品，受到了廣大消費(fèi)者的歡迎。

3 智能鞋靴類(lèi)別分析

首先在兒童可穿戴領(lǐng)域，大部分人都會(huì)選擇手表來(lái)展開(kāi)，而手表作為附帶配件，在一定程度上也給穿戴增加了額外的負(fù)擔(dān)。鞋靴同樣采用GPSLBS基站的定位技術(shù)，在鞋舌內(nèi)嵌一張GPS芯片，搭載手機(jī)App使用，完成定位追蹤。除了主動(dòng)尋物功能外，還支持范圍外報(bào)警功能。一旦偏離設(shè)定范圍太遠(yuǎn)，將會(huì)提醒孩子并將報(bào)警信息發(fā)送給家長(zhǎng)。這款鞋采用雙定位系統(tǒng)，一個(gè)GPS手機(jī)基站。鞋子的位置數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)送到手機(jī)上。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站可以在沒(méi)有信號(hào)的情況下定位。定位精度在10 m的范圍內(nèi)，而移動(dòng)基站精度在100 m左右。家長(zhǎng)還可以設(shè)置一個(gè)范圍，當(dāng)孩子進(jìn)入這個(gè)范圍時(shí)，手機(jī)會(huì)發(fā)消息提醒他們；當(dāng)離開(kāi)該范圍時(shí)，也會(huì)收到手機(jī)消息的提醒。

其次，市面上的智能運(yùn)動(dòng)鞋也能將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，而不會(huì)增加身體的負(fù)擔(dān)。智能運(yùn)動(dòng)鞋的功能除了包括計(jì)步之外，更多的功能也在逐步發(fā)展。比如在智能運(yùn)動(dòng)鞋中設(shè)置稱(chēng)重足底稱(chēng)重可以通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)量和體重變化的統(tǒng)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就能做到健康管理。每只鞋內(nèi)嵌有傳感器，可以檢測(cè)平衡狀況、體重轉(zhuǎn)移、地面接觸力等其他數(shù)據(jù)，以檢測(cè)腳底不同部位的受力情況[4]。部分智能運(yùn)動(dòng)鞋內(nèi)置了英特爾Curie模塊提供了快速識(shí)別不同動(dòng)作的運(yùn)算、運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器、低功耗藍(lán)牙、電池充電以及模式匹配等功能，以?xún)?yōu)化感應(yīng)器數(shù)據(jù)分析。通過(guò)英特爾Curie模塊，智能運(yùn)動(dòng)鞋可以通過(guò)手機(jī)App實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)包括步數(shù)計(jì)算、卡路里消耗在內(nèi)的各種運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別走路、跑步、騎車(chē)、爬樓等四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而獲得即時(shí)健身指導(dǎo)。

智慧運(yùn)動(dòng)鞋技術(shù)可以在提升傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋材料質(zhì)量與性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)各種電子器件，全面結(jié)合智慧科技，使傳統(tǒng)的制鞋工藝和現(xiàn)代科技相結(jié)合，通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)的材料、創(chuàng)新功能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及智慧感知技術(shù)和應(yīng)用，其產(chǎn)品能夠充分利用更廣泛的智慧功能，如安全、改善的性能、運(yùn)動(dòng)控制以及互動(dòng)[5]。智能跑鞋結(jié)構(gòu)件：內(nèi)置加速計(jì)、陀螺儀、藍(lán)牙芯片等核心部件，如GPS芯片、微控制器、傳感器等。這些可以幫助初跑者避免跑步后膝蓋過(guò)度磨損、腿部肌肉拉傷、足底筋膜炎等由于非專(zhuān)業(yè)跑鞋和錯(cuò)誤的造成的傷害，比如跑步姿勢(shì)不對(duì)會(huì)對(duì)膝蓋腳踝造成傷害，比如腳、腳外翻等問(wèn)題。以幫助跑步者良好的運(yùn)動(dòng)。

智能運(yùn)動(dòng)鞋可以在技術(shù)和性能的基礎(chǔ)上優(yōu)化，以及傳統(tǒng)的鞋子，通過(guò)電子設(shè)備、智能、技術(shù)和技術(shù)綜合融入傳統(tǒng)的鞋子技術(shù)，使用傳統(tǒng)的鞋子制造技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)，高性能設(shè)備的認(rèn)知科學(xué)和智能應(yīng)用，充分探索使防護(hù)、運(yùn)動(dòng)性能提升、運(yùn)動(dòng)管理和互動(dòng)等多種智能功能，幫助慢跑者解決和優(yōu)化跑步中的不足，提高鍛煉質(zhì)量。幫助早期的長(zhǎng)跑可以避免膝關(guān)節(jié)磨損、脛骨拉傷、筋膜炎和其他由不專(zhuān)業(yè)的姿勢(shì)和跑鞋錯(cuò)誤的造成的傷害，避免受傷。幫助跑步者練習(xí)。

再如：一款名為VixoleMatrix的智能鞋在鞋跟位置安裝了一塊LED顯示屏，可以顯示動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的影像。該顯示屏分辨率為22 ppi，很有像素風(fēng)格，不過(guò)這并不影響畫(huà)面內(nèi)容的顯示，除了不夠清晰之外。其屏幕所顯示，皆可以通過(guò)聯(lián)通軟件進(jìn)行更換，想要任何圖案，隨時(shí)都可以根據(jù)心情改變。

此外，VixoleMatrix還創(chuàng)新了圖案顯示形式，通過(guò)內(nèi)置GPS、動(dòng)作感應(yīng)器種感應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)圖案隨腳步移動(dòng)或地理位置變換各種圖案，甚至還能用雙腳玩AR游戲。VixoleMatrix使用鋰電池供電，電池在開(kāi)啟顯示的情況下能夠連續(xù)使用8 h，它采用無(wú)線充電，只要將鞋子放在充電板上即可充電。

4 智能鞋靴的作用

當(dāng)下社會(huì)正面臨著老齡化加重的問(wèn)題，單靠醫(yī)療系統(tǒng)所提供的服務(wù)并不充分，而隨著年紀(jì)的增加，部分老人的腳部也開(kāi)始產(chǎn)生了各類(lèi)問(wèn)題，最明顯的就是腳部衰老問(wèn)題，在社會(huì)日積月累的壓力下，韌帶和筋力逐漸缺乏彈力，腳部肌腱退化、腳滑膜關(guān)節(jié)松動(dòng)、腳弓塌陷、腳底脂肪墊減少等，使人走路時(shí)易產(chǎn)生腳部的酸痛，尤其腳踝部易扭傷，更容易發(fā)生絆倒或骨折的問(wèn)題[6]。智能鞋靴的設(shè)計(jì)點(diǎn)應(yīng)該放在開(kāi)發(fā)基于人體測(cè)量學(xué)和人體工程學(xué)的智能老人鞋上，保障老年人的生活質(zhì)量，也同時(shí)減輕了青年人身上的負(fù)擔(dān)。在開(kāi)發(fā)防止老年人走失、為老年人提供更多服務(wù)的同時(shí)智能鞋靴也要保障鞋的舒適度，爭(zhēng)取緩解和解決老年人腳部老化問(wèn)題。例如可以設(shè)置緊急報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)老人遇到緊急情況時(shí)，如突發(fā)疾病、摔傷等意外事故，老人主動(dòng)報(bào)警，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)老人的身體狀態(tài)，通過(guò)兩種方式向監(jiān)護(hù)人發(fā)出警報(bào)提示，并把老人位置、當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)護(hù)人，監(jiān)護(hù)人即可第一時(shí)間給老人提供及時(shí)救助。

隨著年齡的增大人們的反應(yīng)開(kāi)始遲鈍，動(dòng)作也變慢，所以，老人們往往在跌倒的時(shí)候來(lái)不及反應(yīng)，他們就已經(jīng)倒地不起了[7]?！胺浪さ埂敝悄苄褪菐椭先嗽诩磳⑺さ箷r(shí)保持身體平衡，從而避免摔倒的情況發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們站立不穩(wěn)時(shí)身體往往向后傾倒，隨即做出“單腳向后退步”來(lái)維持穩(wěn)定，但很多老年人未曾反應(yīng)過(guò)來(lái)，就一下倒地了。于是，當(dāng)預(yù)測(cè)到老人將要跌倒時(shí)，驅(qū)動(dòng)鞋底的履帶，把某一只腳往后移動(dòng)一些距離，自動(dòng)引導(dǎo)他往后退一步，使身體重心保持平穩(wěn)，這樣人體就會(huì)恢復(fù)平衡狀態(tài)。并且鞋靴內(nèi)置的所有部件均為超輕材質(zhì)；除此之外，鞋子的外觀與普通鞋一樣，有皮鞋、涼鞋，還有舞鞋，滿(mǎn)足很多老年人群的使用需求，從心理上打消顧慮。他們還在開(kāi)發(fā)鞋的應(yīng)用程序，可以和手機(jī)連接，監(jiān)測(cè)健康信息，這樣家人就可以隨時(shí)了解老人的健康情況。

智能鞋靴產(chǎn)品是指旨在提供更好的穿戴體驗(yàn)、健康監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)分析等功能，融合了多種智能技術(shù)和傳感器的鞋靴產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，智能鞋靴領(lǐng)域也在不斷的創(chuàng)新和研究，下面就為大家介紹一些智能鞋靴產(chǎn)品的研究的方向和趨勢(shì)：

智能鞋靴可以集成健康監(jiān)測(cè)傳感器，如心率、步數(shù)、睡眠質(zhì)量等，幫助用戶(hù)了解自己的健康狀況，從而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和改善[8]。智能鞋靴可以幫助用戶(hù)改進(jìn)跑步、步行等運(yùn)動(dòng)方式，并通過(guò)內(nèi)置的加速度計(jì)、陀螺儀等傳感器分析用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)、步態(tài)等，減少受傷的機(jī)會(huì)。智能材質(zhì)和設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)使用者的步態(tài)、腳型等，對(duì)鞋墊的軟硬度、鞋型等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，帶來(lái)更為舒適的穿搭感受。智能鞋應(yīng)配備可連接移動(dòng)應(yīng)用程序的控制裝置，使用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)導(dǎo)航，幫助用戶(hù)更輕松地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。智能鞋靴可以集成語(yǔ)音助手或觸摸控制技術(shù)，使用戶(hù)能夠通過(guò)語(yǔ)音命令或手勢(shì)來(lái)控制音樂(lè)播放、電話(huà)通話(huà)等功能，增強(qiáng)用戶(hù)與鞋靴的交互體驗(yàn)。

智能鞋靴可以根據(jù)不同的環(huán)境和氣候條件，自動(dòng)調(diào)節(jié)鞋子的通風(fēng)、蓄熱等特性，保證更好的適應(yīng)性。在選擇和制造材料的過(guò)程中，為了減少對(duì)環(huán)境的影響，我們還可以注意可持續(xù)發(fā)展，并使用環(huán)保的材料和生產(chǎn)方式。

總的來(lái)說(shuō)，智能鞋類(lèi)的發(fā)展和研究方向涵蓋了健康監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)分析、舒適度提升、導(dǎo)航交互和集成可穿戴技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以期待智能鞋靴領(lǐng)域?qū)?huì)呈現(xiàn)出更多令人驚喜的創(chuàng)新和發(fā)展。

智能可穿戴設(shè)備用戶(hù)最感興趣的主要功能是健康指標(biāo)跟蹤、提醒和定位。單是定位鞋，由于定位功能功耗高、需要額外向運(yùn)營(yíng)商付費(fèi)——基站定位需要運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù)以及市場(chǎng)上的產(chǎn)品有很多智能手表、智能手環(huán)等影響因素，使得定位鞋還不能在市場(chǎng)上產(chǎn)生太大的反應(yīng)。

5 結(jié)語(yǔ)

從市場(chǎng)的需求方面來(lái)看，中國(guó)智能鞋業(yè)發(fā)展仍將保持高增長(zhǎng)勢(shì)頭。在技術(shù)創(chuàng)新方面，智能鞋業(yè)將更加注重智能技術(shù)的發(fā)展，努力推動(dòng)智能鞋的技術(shù)進(jìn)步，使鞋更輕、更智能，從而滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。在產(chǎn)品研發(fā)方面，為了滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)的要求，智能鞋業(yè)將不斷推出智能鞋的新功能。