The influence of modern technology on the design of functional clothing

UDC 378.147.
Publication date: 02.02.2023
International Journal of Professional Science №2-2023

The influence of modern technology on the design of functional clothing

Влияние современных технологий на проектирование функциональной одежды

Chebotaeva Olga Alekseevna, Svechnikova Natalia Sergeevna, Zmeeva Elizaveta Alexandrovna, Burlakova Nadezhda Yurievna.
1. Associate Professor of the Department of Folk Art Crafts.
Moscow State Regional Pedagogical University (MGOPU)
2. Student of the Department of Folk Art Crafts
Moscow State Regional Pedagogical University (MGOPU)
3. Student of the Department of Folk Art Crafts
Moscow State Regional Pedagogical University (MGOPU
4, Student of the Department of Folk Art Crafts
Moscow State Regional Pedagogical University (MGOPU)

Чеботаева Ольга Алексеевна, Свечникова Наталия Сергеевна, Змеева Елизавета Александровна, Бурлакова Надежда Юрьевна.
1. Доцент кафедры Народных художественных ремесел.
Московский государственный областной педагогический университет (МГОПУ)
2. Студент кафедры Народных художественных ремесел
Московский государственный областной педагогический университет (МГОПУ)
3. Студент кафедры Народных художественных ремесел
Московский государственный областной педагогический университет (МГОПУ
4. Студент кафедры Народных художественных ремесел
Московский государственный областной педагогический университет (МГОПУ)
Аннотация: В этой статье раскрыты основные требования пользователей функциональной одежды , по результатам они классифицированы по четырем критериям: физиологическим, биомеханическим, эргономичным и психологическим. Влияние технологических достижений в смежных областях на каждый из этих видов деятельности рассматриваются с целью подчеркнуть, насколько процесс функционального дизайна одежды отличается от дизайна повседневной одежды.

Abstract: This article reveals the main requirements of functional clothing users, according to the results they are classified according to four criteria: physiological, biomechanical, ergonomic and psychological. The impact of technological advances in related fields on each of these activities is examined to highlight how the process of functional clothing design differs from the design of casual clothing.
Ключевые слова: конструирование одежды, комфорт, дизайн одежды, процесс эргономичного дизайна, функциональная одежда.

Keywords: clothing design, comfort, clothing design, ergonomic design process, functional clothing


Процесс проектирования функциональной одежды начинается и заканчивается с конкретных требований пользователя. Эти требования, определяются средой, в которой пользователь работает, и деятельностью, которую он выполняет. Одежда, по своей природе ограничивает движение тела, а также занимается распределением тепла и влаги по телу. Она может быть абразивной, шумной, плохо пахнущей, или непривлекательной. Каждый класс функциональной одежды имеет четко определенную функциональность, которая отличает его от других классов. Тем не менее, в дополнение к этой конкретной функциональности, все эти классы одежды должны выполнять определенные требования, которые являются общими для всех пользователей. Эти требования можно разделить на следующие категории: физиологические, биохимические, эргономичные и психологические.  Разработка эффективной функциональной одежды основана на объединении всех этих требований.

Физиологические потребности относятся к человеческой физиологии и анатомии формы, размера, массы, силы и метаболической активности тела или нужде человеческого тела чувствовать себя комфортно в самой одежде. В какой степени эти потребности удовлетворяются определяется формой, размером, ощущениями и дизайном одежды, выбранными материалами и их реакцией на внешние и внутренние стимулы, такие, как сильные холода, жара, дождь, песок или снег. Простота в использовании, износ и снятие одежды в экстренном случае. Основные факторы, влияющие на физиологические потребности – это энергетический обмен, тепловые свойства одежды и климатические условия окружающей среды.

Биомеханические требования относятся к механическим характеристикам человеческого тела, а также кинематической, динамической и поведенческого анализа человеческой деятельности. Применение этих требований определяется механической структурой ткани, ее прочностью, и движением человека в технических целях – необычные движения и позы, например, ползание, приседание, тушение пожара, ликвидация последствий наводнения, скалолазание, нахождение в невесомости и передвижение объектов. Так как одежда имитирует покрытие человеческого тела, механические взаимодействия происходят между одеждой и мышцами, кожей и тканью на различных участках тела, в то время как тело движется и работает. Распределение этого давления определяется механическими свойствами частей тела, например, мясистые части выдерживать давление лучше, чем костистых частей. Биомеханические аспекты составляют основу конструкции специализированных классов одежды, например, спортивная одежда, где сжатие может быть применено на отдельные группы мышц с целью повышения производительности и снижения усталости. Кроме того, одежда для скульптурирования тела преимущественно предназначена для сжатия, поднятия или поддержки частей тела на основе анатомических и биомеханических соображений. Применение недостаточного давления неэффективно, а слишком большое давление может ограничить приток крови и вызвать отек или сильную слабость. Дизайнер должен знать, что части тела, где расположено много кровеносных и лимфатических сосудов, более чувствительны к давлению, чем остальные. Игнорирование этих рассуждений может привести к неприятным ощущениям, а иногда к очень неприятным ощущениям, таким как тепловой дискомфорт, трение, износ, давлению в определенном месте и ограничению движения.

Эргономические требования. Исследования показали, что по сравнению с полуобнаженным телом, показатели движения, скорости, точности и диапазона движений одетого тела могут быть меньше, в то время как мышечное напряжение может быть больше, например, интеграл подвижности суставов космонавта может быть снижен до 20% по сравнению с нормальным интегралом в типичном скафандре. Размер одежды прямо пропорциональный размерам тела или «идеально сидящая одежда» является еще одним важным фактором в дизайне функциональных одежды. Одежда, которая слишком свободна может упасть во время работы и может препятствовать движению, но в той, в которой слишком тесно будет неудобно работать. В любом случае, плохо сидящая одежда может серьезно нарушить безопасность и производительность пользователя. Эргономичная эффективность одежды может быть оценена объективно с помощью специально разработанных человеком техник и эксплуатационных испытаний производительности.

Психологические аспекты это  как люди чувствуют, думают, действуют и взаимодействуют при определенных обстоятельствах. Здесь важными становятся такие аспекты как психологические и социальные поведения пользователей в ответ на события, людей  или в определенных условиях, например: оценка сверстников, гордость, идентификация. Одежда, которая идеально подходит, комфортна и функциональна, может быть отвергнута пользователем, если она «не так смотрится» или не воспринимается, как одежда умного человека и не подходит к общему образу. Поэтому психологическим ожиданиям и предпочтениям пользователя должно быть уделено должное внимание, чтобы создать функциональную одежду, которая гармонирует с их социальными и культурными аспектами, географическим положением, возрастом, полом, деятельностью и профилем работы. Согласно исследованиям, медицинская одежда, которая хорошо выглядит действительно способствует эффективному социальному восприятию и приводит к улучшению жизни инвалидов. Эстетика одежды также важна, как и аспекты производительности в некоторых видах спорта, таких как теннис, катание на лыжах, одежде мотоциклистов и плавание. Оценка психологических аспектов одежды может быть сделана посредством субъективных методов, основанных на пользовательских обзорах, отзывах и предпочтениях, а также изучения культурных и демографических особенностей.

 Процесс дизайна одежды. После того, как требования пользователей были соблюдены, следующим шагом будет определить и выбрать соответствующие материалы, а затем разработка дизайна, орнамента и окончательная сборка разнородных материалов, чтобы создать многослойную композицию таким образом, что одежда будет соответствовать требованиям комфорта, защиты и функциональности.

Выбор материала. Текстильные ткани сделаны из волокнистых нитей, которые взаимодействуют друг с другом различными способами. Общие требования  для функциональной одежды, такие, что она должна быть легкая по весу, упругая, противомикробная, эстетическая и прочная.  Далее обсуждаются некоторые инновационные разработки в области материаловедения, которые играют наиболее важную роль в разработке функциональной одежды. Инновационные волокна со специальными свойствами, специализированная ткань и сетевое формирование технологий и разработок в химических и механических условиях выполняют функцию высокопроизводительного текстиля и являются важным элементом функциональной одежды. Разнообразие материалов с широко изменяющимися свойствами теперь легко доступно благодаря быстрому прогрессу в области технического текстиля. Эластичные материалы являются неотъемлемой частью при создании функциональной одежды. Для дополнительного комфорта необходимо дополнительное сжатие тела – все это теперь возможно с помощью разумного использования эластичных тканей. Эффективность и производительность текстильных датчиков и электродов, в частности, зависит от природы контактов ткани с телом, которой можно управлять с помощью эластичных характеристик ткани. Умные текстильные материалы «мыслят» и реагируют на условия окружающей среды, или на внешние факторы, такие как механические, термические, химические, электрические, магнитные или другие. Примерами являются хроматические материалы, которые меняют цвет при изменении среды, с изменением фазы терморегуляции, они так же изменяют форму с изменением температуры. Биомиметический текстиль это область науки, которая занимается разработкой материалов, которые основываются на природных явлениях. От имитации функции кожи к повышению ее производительности, все больше и больше в настоящее время разрабатываются материалы, которые имитируют живые системы. Дышащие гидрокостюмы  на основе пористых листьев, имеют самоочищающийся эффект на основе листьев лотоса и эффекта кожи акулы для лучшей гидродинамики в воде. Электронный текстиль это включение компонентов ИКТ, в текстильной промышленности новый уровень функциональности этой области. Такие сложные материалы могут проявлять сложное разнонаправленное поведение, ощущая, реагируя и активируя определенные функции. Проводящие нити, гибкие и эластичные датчики, беспроводные инструменты и альтернативные источники энергии образуют область интенсивных исследований для разработки электронного текстиля. Так же доступны ткани, основанные на текстильной промышленности и разработанные для поддержания здоровья и физического состояния спортсменов и больных людей. Исследования по-прежнему расширяют возможности применения и использования продуктов, которые облегчают потребителям использование тканей. Прогресс в этой области ожидается  такой: многофункциональные ткани, которые являются гибкими, легкими и удобными, что делает их идеальным выбором для сложных функциональных решений одежды.

 Еще одно инновационное развитие это использование воздуха в текстиле, в частности относящееся к функциональной одежде, широкое использование воздуха в защитной и медицинской одежде, чтобы она оставалась легкой по весу. Двойной слой используемой ткани со структурой 3D, где имеется расстояние между внутренней и внешней тканью, имеют функцию регулирования влажности и большой тепловой изоляции или вентиляции, в зависимости от ее конструкции. Эти ткани используются в медицинской сфере, например, когда необходимо применение сжатия, обеспечивая поддержку или транспортировку жидкостей в организме. Они также могут быть использованы вместо защитного слоя одежды для поглощения удара.

На сегодняшний день воздухопроницаемость является основным фактором при выборе материалов. Покрытия, придающие особые свойства часто делают ткань «не дышащей». Разработки в мембранной технологии за последние несколько десятилетий позволяют ткани, оставаться дышащий внутри, будучи непроницаемой снаружи. Мембраны имеют микропоры, которые обеспечивают противостояние ветру, воде, химическим веществам, микробам и вредным парам, присутствующим в окружающей среде, позволяя пару (поту) испаряться. Есть и другие свойства, которые могут быть приданы мембранами — прозрачность, гибкость, эластичность, стойкость к нефти и высокая прочность при разрывах и устойчивость к истиранию. Все чаще эти ткани используются для обеспечения воздухопроницаемости одежде, контактирующей с водой, используются в высокопроизводительной спортивной одежде, военных и промышленных униформах и в медицинской одежде.

В то время как ткани образуют основной компонент функциональной одежды, одинаково важным компонентом являются аксессуары, которые входят в создание  полного образа. На сегодняшний день возможно использовать до 25 различных материалов для отделки тканей, например, кнопки, молнии, защелки, крепления и ленты, шнуры и шнурки, легко заметные ленты, этикетки,  ремни и пряжки. Подходящий выбор и месторасположение аксессуаров могут проходить долгий путь на множестве образов, прежде окончательного решения. Насколько они хорошо смотрятся, легки ли в использовании и одевании, повышают ли уровень комфорта и безопасности для пользователя. Специальные крепления для инвалидов, водонепроницаемые и огнезащитные ткани, специальные молнии, некоторые примеры таких тканей и аксессуарных решений.

Дизайн одежды. Как обсуждалось выше, технические текстильные материалы являются основными строительными блоками функциональной одежды. Однако, чтобы воспользоваться специальными функциями, предоставленными высокотехнологичными материалами, важно, чтобы был симбиоз инновационных методов и технологий проектирования одежды и производства. Новые материалы требуют новых методов раскроя, пошива и присоединения к деталям изделия и конвертирования их в системе производительности одежды. Дизайн одежды должен отойти от традиционной области проектирования в 2D к проектированию в 3D. Благодаря наличию передовых технологий в последние несколько лет, это стало возможным в значительной степени. Например, технология 3D сканирование тела позволяет создавать анатомически точную модель человеческого тела, которая может быть использована в качестве основы для реального или виртуального проектирования, которое имитирует реальное использование одежды в жизни.

 Этапы дизайна одежды. Разработка предметов одежды происходит за несколько независимых, но в то же время разрозненных процессов до того, как получится окончательный вид, функциональный и проверенный на каждом этапе. В нижеследующих пунктах рассматриваются шаги, используемые в дизайне функциональной одежды и то, каким образом современные технологии и достижения трансформируются.

 Измерение тела и размеры. Как правило, первым шагом в дизайне одежды является измерение общих размеров человеческого тела целевой группы. Обычные стандартные диаграммы размера, используемые для традиционной конструкции одежды, не могут быть использованы для разработки функциональной одежды как те, которые основаны на традиционной антропометрии, где измерения тела, фиксированные, статические позы и данные находятся в одном измерении в природе. Такие данные содержат измерения, которые указывают на размер, но не дает никакой информации о сложной человеческой форме тела, кривизны или позы. Развитие эргономичной области требует 3D антропометрических данных, полученных в нескольких реалистичных измерениях. 3D сканеры могут быть использованы для измерения тела в статическом, а также динамическом режиме для сбора данных формы, размера и положения. Эргономичные меры, такие как диапазон движения также должны быть собраны и рассмотрены в проектировании. Необходимо учитывать изменения формы тела или ограничений, связанных с одеждой во время выполнения определенных движений, таких как плавание, прыжки, приседания, и т.д.

Разработка выкройки. Изготовление выкроек является следующим шагом в развитии одежды. Это процесс преобразования 3D дизайна одежды в плоские 2D составные части. Эти плоские неправильные формы представляют собой различные участки одежды, которые при соединении с помощью шитья придаст 3D одежде форму. Изготовление выкроек, в настоящее время, это многоступенчатый процесс, который в значительной степени итеративный, эмпирические и основан на методе «проб и ошибок». Многие подгонки, регулировки или определение форм требуют в этом процессе 3D-2D-3D достижения желаемого результата. Функциональный дизайн одежды должен быть основан на организме человека не только в спокойном состоянии, но и в том, в котором модель будет подвергаться внешним факторам. Формы выкроек эргономической одежды человеческого тела очно соответствуют размеру и движениям пользователя. Функциональные моделей одежды, таким образом, представлены в лучшем дизайне в 3D, то есть самого тела. Наличие 3D сканирования тела и соответствующих достижений в области разработки выкроек сделало возможным создание данных в 3D, чтобы сохранять все задумки. Формы выкроек рисуются непосредственно в 3D сканирования тела пока оно движется, в соответствии с контурами поверхности.

Сборка деталей одежды. Разработка и проектирование выкроек включает в себя процесс определения формы и размера каждого 2D шаблона, который будет сшит вместе, чтобы создать 3D-оболочку. После того, как эти шаблоны были созданы, они должны быть сокращены, собраны и объединены. Также должны быть присоединены средства открытия и закрытия одежды (пуговицы, молнии, застежки), и другие аксессуары, которые завершают полный образ. Форма выкроек, а также выбор соединения и технологии сборки диктуется активностью, позой и средой, в которой пользователь будет работать, а также свойствами используемых материалов. Сборка из нескольких тканевых выкроек, имеющих различные свойства требует сложных методов обработки. Традиционная технология обработки одежды  иногда может привести к нарушению целостности и функциональности одежды. Новые методы присоединения материалов, такие как непромокаемые швы, сварка (высокочастотная, ультразвуковая и лазерная) и склеивание часто используются, чтобы собрать такие системы. 3D литье еще одна техника, которая используется в контурах одежде, используемая для коррекции фигуры и поддержки. Благодаря этим тенденциям, в новой эпохе одежда становится чище, легче по весу и менее громоздкой .

Область функциональной одежды является одним из наиболее быстро растущих сегментов рынка технического текстиля и определяется огромным ростом в последнее десятилетие. Тем не менее, существуют следующие вопросы, которые необходимо решить, прежде чем реальный потенциал может быть достигнут; многие из технологических разработок в области производства одежды и монтажа, находятся еще в начальных стадиях разработок обрабатывающей промышленности; крупнейшие покупатели функциональной одежды являются либо государственные органы или крупные корпорации, которые зачастую не являются пользователями и поэтому они не знают о реальных условиях и проблемах, с которыми сталкиваются потребители. В таких случаях эти корпорации выдвигают нереальные технические требования. Хорошая и надежная обратная связь с пользователями имеет решающее значение для проектирования одежды. Каналы связи между пользователем и производителем должен быть открыты, чтобы облегчить двусторонний поток информации.

Дизайн и проектирование функциональной одежды является сложным и трудным процессом. Требования пользователей и условия использования играют важнейшую роль во всем процессе проектирования, изготовления и испытаний. Наличие инновационных материалов и связанных с ними технологий для производства и сборки одежды для специализированных функциональных областей проложили путь разработки новых и инновационных изделий, способных обеспечить повышенный комфорт и производительность и снизить физиологическую нагрузку для пользователей. Совместное участие инженеров, конструкторов, физиологов и специалистов по эргономике и пользователей необходимо для точного выбора материала, состава тканей, размеров и монтажных вопросов, связанные с проектированием одежды для конкретного конечного использования.

 

References

1. Кокцинская Е.М. «Умные» материалы и их применение (обзор) / Е.М. Кокцинская // Видеонаука. - 2016. -№ 1 (1). - С. 1-17.
2. Маслов А.А. Нанотехнологии в проектировании одежды / А.А. Маслов, Т.Л. Макарова // Новое в технике и текстильной легкой промышленности: материалы докладов Международной научно-технической конференции, 25-26 ноября 2015 г., УО «ВГТУ». - 2015. - С. 174-176.
3. Инновационная одежда из будущего, существующая уже сейчас. [Электронный ресурс] URL: https://4tololo.ru/content/6001 .
4. Одежда будущего от Манель Торрес и Fabrican. [Электронный ресурс] URL: https://unwonted.ru/neobychnye-veshhi/odezhda-budushhego-ot-manel-torres-i-fabrican.html.
5. Чеботаева О.А. «Основы производственного мастерства в дизайне костюма (Лабораторный практикум)». Электронный ресурс: учебное пособие –Эл.изд.-Электрон. текстовые дан.34 стр. http//scipro.ru/conf/costumedesign/pdf.
6. Междисциплинарная интеграция учебных дисциплин как средство формирования развития творческого мышления дизайнеров одежды. Чеботаева О.А. International Journal of Professional Science. 2021. № 10. С. 24-30.
7. Интеграция учебных дисциплин как педагогическое условие построения процесса формирования профессиональных компетенций будущих дизайнеров. Бахлова Н.А., Чеботаева О.А. Проблемы современного педагогического образования. 2021. № 70-1. С. 42-45.
8. Формирование профессиональной мотивации будущих дизайнеров одежды в процессе лабораторно-практических занятий. Чеботаева О.А. International Journal of Professional Science. 2022. № 1. С. 10-15.