计算
可穿戴设备的未来？智能、舒适的服装
Securities.io 保持严格的编辑标准，并可能从审核过的链接中收取报酬。我们不是注册投资顾问，这不是投资建议。请查看我们的 关联公司披露.
如今，不仅是您的家用电器，就连您的服装也变得越来越智能。从外套、袜子、手套、帽子到胸罩，几乎每一件衣服都配备了技术，以帮助我们跟踪自己的活动和生命体征，从而过上健康的生活。
智能织物是一种新兴趋势，它能使衣物执行与智能手表相同的任务。它可应用于运动员、医疗保健提供者和军队。
市场 实际上，智能可穿戴设备市场正在快速增长。2024 年，全球可穿戴设备市场 超过 5.34 亿台数据显示，该数字同比增长了 5.4%。 的最新数据。
这一趋势主要是由智能手表推动的，去年智能手表的销量下降了 4.5%。而听力设备则增长了 8.9%。预计在未来一年，这两种产品都将继续增长，同时增长的还有手环和眼镜。
即使是智能服装，预计也会出现增长，不过增速会放缓。考虑到智能服装仍主要处于开发阶段，这也是合情合理的。
传感器技术、大数据分析和制造工艺的创新推动了智能可穿戴设备的发展。这些集成到配件或服装中的设备可以监测、跟踪和传输生理和环境数据，为健康、健身和生活方式管理提供有价值的信息。
当然，将传感器、电子设备和其他智能组件等技术集成到我们的日常服装中并非易事。这样做不仅复杂，而且会使衣服更加昂贵。同时，它们还必须经过常规的洗涤和烘干循环，并仍然保持功能性。
除了耐用性，舒适性也是另一个挑战。用于制造智能织物的笨重的电源和坚硬的传感器会让人在日常穿着时感到不舒服。
说到智能纺织品，在衣服中集成传感器的方法是影响成品性能的重要因素。
虽然可以利用传统方法，如编织、缝纫或将传感器和导电线等功能部件直接粘在织物上，但这些方法在实现多功能性方面存在局限性。这些传统方法还受到可使用材料类型的限制。
因此，研究人员开发了不同的方法来生产具有更强导电性等功能的织物。例如，他们通过涂层开发了功能性纱线，通过纤维纺丝开发了功能性复合纤维。
三维打印带来变革能力，但并非没有挑战
在探索和开发的各种技术中，3D 打印已成为一种变革性技术。
三维打印或增材制造是近十年来最具颠覆性的技术之一。在这种制造工艺中，三维物体是根据数字化设计，通过逐层沉积材料制造出来的。
全球 3D 打印市场规模为 2024 年 $193.3 亿美元 预计到 2032 年将增长到 $1,017.4 亿美元，复合年增长率为 23.4%。北美洲在 3D 打印领域占据主导地位，2024 年将占据 41.4% 的市场份额。
该技术能够高效生产复杂的定制零件，从而降低成本并加快生产速度，在此推动下，3D 打印技术被广泛应用于制造、医疗、材料科学、消费品、汽车和航空航天等领域。
在智能可穿戴设备和纺织品领域，3D 打印技术能够加工各种材料、制造复杂的图案、根据个性化需求进行定制设计、减少生产过程中的浪费并实现多功能性。
三维打印包括不同的方法，如选择性激光烧结（SLS）、层叠物体制造（LOM）、数字光处理（DLP）、立体光刻（SLA）、直接油墨书写（DIW）和熔融沉积建模（FDM）。
这些技术可输送各种材料，包括粉末颗粒、光固化树脂、粘性液体和熔融聚合物。
通过创建复杂的图案和应用多功能材料，3D 打印技术正在促进用于运动跟踪、健康监测或化学检测的精密智能可穿戴系统的制造。
除了最大限度地减少浪费，它还缩短了生产小部件的时间，提高了能源效率。
利用这项技术，研究人员在弹性基底上打印了功能填料，然后使用带子、腕带或粘合剂将其附着在皮肤上进行传感。然而，某些粘合剂成分可能会刺激皮肤，而腕带也很难实现贴合，从而限制了可穿戴设备的长期使用。
为了更好地满足消费者的需求，工程师和研究人员正在制造 3D 打印智能纺织品，将电路、电极和传感器等设备直接打印到我们已经使用的织物上。这样，它们就可以顺利地融入普通衣物中，进行持续监测。
该领域的大部分研究都侧重于将技术功能嵌入纺织品中，但却没有关注织物的合身性、手感以及在定期使用和维护情况下的耐用性。
这意味着，虽然在这方面已经取得了重大进展，但这种方法在实现功能性、灵活性、可洗涤性和耐用性方面仍然面临挑战，因为这些织物需要在日常穿着中保证舒适性和维护性。
这意味着印花层要与纺织品层的柔韧性和伸缩性相匹配，以提供舒适性，避免在使用过程中脱落。为了保持长久的使用寿命，印花层必须与织物层紧密结合。低成本和可持续性是现代制造业需要考虑的其他因素。
要实现所有这些功能，选择 3D 打印技术、功能性打印材料和纺织基材至关重要。
可持续三维油墨打印方法既舒适又耐用
为了解决目前智能织物面临的挑战，华盛顿州立大学的研究人员展示了一种三维油墨打印方法，这种方法使智能织物在反复洗涤和磨损后仍能保持良好的性能。
发表于 ACS Omega1 本刊认为，智能织物的这一进步不仅提供了耐用性和舒适性，而且采用了更加环保的工艺。它显示出使智能可穿戴设备成为现实的巨大潜力。
这项研究是第一作者赵子慧博士论文的一部分，她是通讯作者、服装、商品、设计和纺织系副教授刘航的学生。该研究的部分经费来自美国国家科学基金会（National Science Foundation）的资助。
几年前，他详细介绍了一种具有棉花柔韧性和聚合物导电性的纤维，这种纤维在可穿戴技术中具有潜在用途。
在最新研究中，研究人员使用 DIW 方法在织物上打印导电材料。如果连接到电源，这些材料可以让电子从一点自由流畅地流向另一点，从而导电。
直接墨水书写是一种基于挤压的三维打印方法，液体 "墨水 "以可控的流速分配。这种打印技术通常用于制造三维电池和超级电容器电极。
它的打印分辨率高于 FDM，成本和复杂程度也低于其他打印技术。
DIW 打印溶液的能力在智能可穿戴设备开发中具有相当大的优势，因为各种功能材料可以很容易地溶解在作为打印油墨的溶剂中。制备溶液的过程也比制备用于 FDM 印刷的长丝简单得多。
然而，与熔融聚合物相比，印制的溶液具有更高的流动性，这可能导致印制溶液与织物基底之间产生复杂的相互作用。
溶液的粘弹性、织物结构以及与印花材料的兼容性在这里都起着重要作用，会影响印花工艺和印花织物的性能。
在打印基材方面，研究使用了市售织物，而溶解在聚（丁二酸丁二醇酯）（PBS）溶液中的碳纳米管（CNT）则被用作打印墨水，以开发导电三维打印织物。聚丁二酸丁二醇酯是一种可生物降解的聚酯，与天然纤维兼容。
为了溶解 PBS 和分散 CNT，他们使用了一种生物基、可生物降解且无毒的溶剂，名为二氢低聚葡萄糖烯酮（商品名为 Cyrene）。
通过用 Cyrene 取代 PBS 加工中常用的有毒溶剂，该研究 "符合绿色化学原则和可持续生产实践，进一步推进了本研究的整体生态友好方法"。
研究小组随后在两种不同的织物上使用不同浓度的印刷油墨，对其解决方案的能力进行了测试。一种是棉织物，另一种是聚酯/棉混纺织物。
印花织物在反复应变下表现出优异的机械强度、导电性、测量系数和稳定性，突出了其在智能可穿戴设备中的应用潜力。
此外，当置于 2% 和 5% 的小应变下时，100% 棉织物和涤棉（65%-35%）混纺织物显示出不同的相对电阻响应，展示了它们在应变和运动传感器技术中的各种应用潜力。
同时，该解决方案能够渗入纱线之间的织物并与纤维粘合，从而提高了织物的耐洗性和耐磨性，展示了 DIW 印刷技术在为智能可穿戴设备开发基于织物的传感器方面的优势。
经过 20 次洗涤和烘干后，发现织物的性能依然良好。此外，它还成功地经受了 200 次磨损和 500 次拉伸循环测试，表面没有出现任何划痕或裂纹。
投资可穿戴技术
在可穿戴技术领域，引领这一领域的著名品牌非科技巨头莫属 苹果 (苹果 -0.14%).苹果公司成立于近半个世纪前，以生产消费电子产品和软件而闻名，在过去几十年中取得了长足的发展。
如今，它设计、制造和销售智能手机、平板电脑、个人电脑、可穿戴设备和配件。苹果公司提供的产品包括 iPad、iPhone、Mac 以及可穿戴设备、家居和配件，软件平台包括 iPadOS、iOS、macOS、visionOS、watchOS 和 tvOS。
苹果还销售各种相关服务，包括云服务、支付服务、数字内容、广告和 AppleCare。数字内容则通过订阅服务销售，包括 Apple Music、Apple TV+、Apple Arcade、Apple News+ 和 Apple Fitness+。
苹果公司 (苹果 -0.14%)
今天，我们谈论的是可穿戴设备，苹果公司于 2014 年推出首款 Apple Watch，首次进入这一市场。在最近的财报电话会议上，首席执行官蒂姆-库克（Tim Cook）谈到，Apple Watch Series 10 将成为人们健康和健身旅程中不可或缺的一部分。
凯文-帕瑞克认为 高级副总裁兼首席财务官帕瑞克表示，Apple Watch 的装机量已创下历史新高。帕瑞克说，2025 年第二季度购买 Apple Watch 的用户中，不仅有一半以上是首次购买该产品，而且还有一半以上的用户是首次购买该产品、
"最近，美国 Watch 的客户满意度为 95%"。
苹果公司进入这一市场的时间较晚，市场上的老牌厂商已趋于饱和，但没过多久，它就凭借智能手表、AirPods 和头戴式设备（HMD）在这一领域占据了主导地位。
多年来，苹果进行了多次收购，如2015年收购AR公司Metaio，2017年收购眼球跟踪技术公司SensoMotoric Instruments和增强现实头显初创公司Vrvana，2020年收购VR初创公司NextVR和Spaces，以推进其各项工作。
现在，苹果公司在 24 年第四季度的可穿戴设备市场份额，根据 IDC该值为 23.8%。
作为可穿戴设备部门的一部分，Apple Watch、AirPods 和配件的销售收入比去年同期下降了 51TP3，为 15.2 亿 TP4。这归因于去年同期推出的 Vision Pro 耳机。
随着 VisionOS 2.4 的发布，苹果即将为 Vision Pro 用户解锁第一套人工智能功能。该公司还将通过 Spatial Gallery 应用程序提供经过精心策划并定期更新的空间体验集。
预计该公司未来的可穿戴设备路线图还将包括人工智能驱动的智能眼镜、健身戒指和带摄像头的 AirPods。不过据彭博社报道，这两款产品都还处于探索阶段。
根据彭博社记者马克-古尔曼（Mark Gurman）和分析师郭明池（Ming-Chi Kuo）的报道，苹果公司目前正在测试在 AirPods 和 Apple Watch 上加入视觉智能的方法。在这些可穿戴设备的未来版本中加入微型摄像头有可能在 2027 年推出。
作为全球最有价值的品牌之一，苹果公司的市值高达 $3.15万亿美元，截至发稿时，其股价为 $208.13，比去年同期下跌了15.64%。其 EPS（TTM）为 7.08，P/E（TTM）为 29.84，ROE（TTM）为 152.55%。这家科技巨头还支付股息收益率，不过只有 0.49%。
财务方面，5 月 2 日，苹果公司公布了截至 2025 年 3 月 29 日的 2025 财年第二财季财报，显示营收为 $954 亿美元，同比增长 5%。
其中，iPhone 营收为 1468.4 亿元，Mac 产品营收为 79.5 亿元，iPad 营收为 64 亿元。服务营收为 126.5 亿元，可穿戴设备营收为 75.2 亿元。
"要知道，与去年同期推出的 Apple Vision Pro 以及去年推出的 Watch Ultra 2 相比，我们确实面临着更大的困难。"
- 帕雷赫
但值得注意的是，"得益于我们高水平的客户忠诚度和满意度，我们所有产品类别和地区细分市场的活跃设备装机量再次创下历史新高"。
本季度每股摊薄收益为 $1.65，同比增长 81TP3。尽管关税带来了不确定性，但苹果仍取得了强劲的季度业绩，包括服务业务两位数的增长。
在谈到关税对公司业务的影响时，首席执行官库克表示，由于公司优化了供应链，因此影响 "有限"。
"我们将一如既往地管理公司，做出深思熟虑的决定，注重长期投资，致力于创新及其创造的可能性。展望未来，我们依然充满信心。
- 蒂姆-库克在财报电话会议上
每股收益的增长和 $240 亿运营现金流使苹果公司向股东返还了 $290 亿美元。公司还将现金股息提高了 41TP3，达到每股 $0.26，并宣布了一项额外计划，回购高达 $1000 亿美元的普通股。库克说：
"我们继续计划每年增加股息"。
有趣的是，苹果公司报告称，在过去十年中，其碳排放量减少了 60%。
结论
虽然智能手表是最常见、应用最广泛的可穿戴技术，但研究人员仍在不断探索新的方法，将传感器集成到我们生活的其他元素中，如衣服，以监测重要的健康指标。
但智能纺织品则难上加难，因为它们不仅需要确保舒适性，还必须经过定期使用和维护，并仍能保持其性能。利用 DIW 3D 打印技术进行的最新研究标志着可穿戴织物的一个重要时刻，因为它既能提供灵活性、舒适性和耐用性，又不影响传感性能。
随着时间的推移，随着技术的改进、成本效益的提高和可扩展性的增强，我们可能会看到智能 T 恤或袜子获得主流采用，并成为我们日常生活的一部分。
参考研究：
1.Zhao, Z., Liu, W., & Liu, H. (2025)。用于智能可穿戴设备的灵活耐用的直接墨水书写 3D 打印导电织物。 ACS Omega, 10(14), 14138-14149. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11367
