范光慶、林睿輝、黃筠貽、游政煌／工研院電光系統所
因應全球高齡化加速發展，智慧化運動、照護、醫療等需求強勁，智慧紡織產品目前雖仍然以健身運動為主，但在應用上已朝醫療照護領域發展。運動健身重點在強健身體，可降低疾病發生風險，並且提升個人行動力與生活品質；在醫療照護用途，於人體臨床實驗標準較高，廠商也持續進行各項實驗開發，帶動國內發展更多元的健康服務和醫療照顧服務。衣服隨著人類需求功能不斷精進，在科技的發展下具有吸濕排汗功能，隨著健康意識抬頭及人口老化趨勢，智慧衣電子化紡織品潮流緊接而來，智慧衣可即時量測生理訊號及訊號穩定性，並且兼具舒適度和美觀性。因應商品長時間配戴，系統級封裝(SiP)元件並且整合可拉伸導線材料是未來之趨勢。工研院近幾年致力於開發與驗證面板級高精細度多層線路製程及軟性可拉伸系統級封裝整合技術，未來將應用相關技術於智慧紡織產品上。
【內文精選】
運動與老年人口成長帶動智慧紡織產業發展
近年來，織物產業發展迅速，原因為健身人口及老年人口的快速上升。依據體育署調查，以健身人口來說，我國規律運動人口比率，從2009年的24.4%成長到2018年的33.5%，圖一所示為2013與2018兩年比較圖；另外財政部資料也指出，2013年台灣健身場館家數僅有149家，2018年健身場館家數迅速成長，短短五年已增加至482家，營收也從30億元，提高到近100億元，成長速度驚人。這些人口數對運動健身事業來說，已能發展成產業，期間業者快速以客群差異化、教練專業化、行銷特色化等深度扎根，同時伸出旁枝，異業結合運動服飾、智慧手錶、運動智慧裝置等，這些智慧穿戴產品具有感測連網功能，能長時間自動感測、蒐集、顯示或傳送資訊，並且具備網際網路的資料傳輸能力，同時方便使用者長時間穿著或配戴而不影響日常生活作息，如圖二。其中，智慧服飾漸漸興起且受重視，在國際上智慧紡織(Smart Textile)市場規模亦日漸壯大。
智慧型紡織品及穿戴式裝置市場概況
英國研究機構IDTechEX於2018年即預估，2026年全球智慧型紡織品市場規模將達到22億美元。短中期（2018~2022年）以「運動健身」商品開發為主，其規模仍不大；中長期（2023~2028年）則擴展應用至「醫療照護」、「居家生活」、「時尚娛樂」及「軍事安全」等。而目前國際上已在發展之智慧紡織，2018年可看到國際知名品牌Ralph Lauren、Tommy Hilfiger，智慧襪製造商Sensoria，以及新創公司Wearable X、Hexoskin等已相繼推出應用於運動、醫療及時裝等領域之智慧型紡織產品，可見智慧服裝持續受到各界關注，並推陳出新各式創新商品。另，根據市調公司ABI Research報告預測，智慧型服飾裝置市場出貨量從2017年的500萬件到2022年將達到3,100萬件，複合年均增長率達45%。
而根據全球智慧穿戴式裝置市場近年發展趨勢，如圖六之預估，2018年全球市場銷售量將達2億台，相較2017年預估成長24%，主要的成長驅動因素為上述所說產品使用情境逐漸明朗（如運動、醫療、互聯網等），促進更多廠商加入、市場關注度與接受度提升。2021年的全球整體市場銷售量預估將達3億7千萬台，年複合成長率超過20%。
圖六、全球智慧穿戴式裝置市場近年發展趨勢
智慧紡織偵測系統整合開發
1. 復健式偵測系統設計
智慧紡織可說是穿戴式電子裝置中發展較為快速的一種技術。生物感測裝置整合光機電訊號，包括感測器、傳感器、能量收集器，這些具有電、機械和熱特性的材料編織於紡織品當中，以增加特定應用需求功能。例如，美國達特茅斯學院(Dartmouth College)研究人員開發出一種低成本、能為患者提供最合適手臂角度的反饋，如圖八，能加速復健還能讓臨床醫生測試患者復健和物理治療的有效性。
2. 工研院EMG感測系統技術
因應智慧生活顯示科技與應用需求，工研院以軟性系統級封裝(System in Package; SiP)技術為基礎，開發穿著動態高準確度肌力偵測系統整合織物試製品，未來可應用於軟性混合電子(Flexible Hybrid Electronic)、智慧移動及智慧醫療等場域。工研院結合國內紡織大廠研發能量，以本身具有之軟性EMG（肌電圖）感測器硬體、韌體、軟體、EMG感測電極及可拉伸織物導線布局等系統整合能力，結合紡織業界的導電織物、可拉伸織物導線設計高動態訊雜比之EMG偵測系統，如圖九，且也可偵測肌肉使用狀態。這項技術克服硬式EMG容易鬆脫且穿戴不舒適問題…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖九、可服貼性結構設計
★本文節錄自《工業材料》雜誌396期，更多資料請見下方附檔。