DOI: https://doi.org/10.3389/frsus.2026.1772804
تاريخ النشر: 2026-04-21
المؤلف: Wei Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الدراسات الثقافية والتاريخية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دمج التصميم البيئي في مجال الملابس الإلكترونية المتطور بسرعة، مع تسليط الضوء على التحديات التي تم مواجهتها في مراحل مختلفة من عملية التصميم والتطوير. من خلال مراجعة سردية للأدبيات الموجودة ومقابلات شبه منظمة مع الخبراء، تكشف الدراسة أنه على الرغم من وجود استراتيجيات تصميم بيئي، إلا أن تطبيقها العملي في الملابس الإلكترونية لا يزال محدودًا. تشمل التحديات الرئيسية المحددة عدم اليقين في المراحل المبكرة، والصراعات بين دمج الأنسجة والإلكترونيات، وعدم توافق اللوائح عبر القطاعات، وفجوات التواصل داخل الفرق متعددة التخصصات. تقترح الدراسة نموذج سير عمل للملابس الإلكترونية يتم دمجه مع نقاط تدخل التصميم البيئي وأداة مناسبة، مع التأكيد على الحاجة إلى عمليات تكرارية وتعاونية لمعالجة اعتبارات الاستدامة بشكل فعال.
تشير النتائج إلى أن الأبحاث الحالية حول التصميم البيئي في الملابس الإلكترونية مجزأة، تفتقر إلى الروابط الشاملة بين طرق التصميم، وعمليات التصميم، والأدوات الداعمة. يحدد نموذج سير العمل المقترح عملية تشمل البحث السياقي، ودورات التصميم التكرارية، ومراحل التوافق بين المنتج والسوق، مع تحديد خمسة تحديات رئيسية لدمج التصميم البيئي. تدعو الدراسة إلى أدوات خفيفة الوزن، مشتركة، ونوعية لتسهيل التفكير في الاستدامة طوال عملية التصميم. ومع ذلك، تعترف بالقيود، مثل الطبيعة الناشئة لمجال الملابس الإلكترونية والتركيز الإقليمي للأبحاث، مما يشير إلى أن الدراسات المستقبلية يجب أن تستكشف أبعادًا نظامية أوسع والاختلافات الإقليمية في ممارسات التصنيع البيئي. بالإضافة إلى ذلك، تدعو الأبحاث إلى دراسات طولية ونهج تشاركي لتقييم الأثر العملي لأدوات التصميم البيئي في السياقات الواقعية.
مقدمة
تحدد مقدمة ورقة البحث مفهوم “الملابس الإلكترونية”، الذي يشمل الملابس التي تدمج مكونات إلكترونية مثل المستشعرات والمحركات، مما يميزها عن المصطلحات ذات الصلة مثل “الملابس الذكية” و”الأقمشة الإلكترونية”. يتم تتبع تطور الملابس الإلكترونية إلى الستينيات، مع ارتباط التقدم الكبير بإنترنت الأشياء (IoT) وتطوير المستشعرات المرنة، مما يتيح دمج الإلكترونيات بسلاسة في الأنسجة. يتميز تصميم الملابس الإلكترونية بأنه عملية شاملة تتطلب نهجًا متماسكًا عبر مجالات متعددة، بما في ذلك الموضة، والأجهزة، وهندسة البرمجيات، وتفاعل المستخدم، لضمان الأداء الأمثل، والراحة، والجمالية، والاستدامة.
تستكشف الورقة أيضًا عمليات التصميم المدفوعة بالممارسة التي يستخدمها الممارسون من خلفيات مهنية متنوعة. تكشف أن أولئك الذين لديهم خبرة في الهندسة الإلكترونية يركزون على الابتكار في المواد والأداء الوظيفي، ويشاركون في النمذجة التكرارية لاختبار دمج الإلكترونيات. في المقابل، يركز الممارسون الموجهون نحو التصميم على احتياجات المستخدم والاعتبارات الجمالية، وغالبًا ما يتعاونون مع المهندسين للجوانب التقنية. تسلط النتائج الضوء على تباين بين النهج الأكاديمية والصناعية، حيث تعطي الأكاديميات الأولوية للبحث الاستكشافي والتجريب المنهجي، بينما يركز المحترفون في الصناعة على تطوير منتجات قابلة للتسويق تلبي متطلبات السوق المحددة. يبرز هذا التمييز التركيزات المختلفة على الجدوى، والموثوقية، والامتثال التنظيمي في عملية تطوير الملابس الإلكترونية.
الطرق
تستخدم الدراسة منهجية نوعية واستكشافية للتحقيق في التعقيدات والتحديات المرتبطة بتنفيذ التصميم البيئي في تطوير الملابس الإلكترونية. يجمع هذا النهج بين مراجعة أدبية سردية (NLR) مع مقابلات مع خبراء من قطاعات الملابس الإلكترونية والأجهزة القابلة للارتداء. الهدف الرئيسي هو إنشاء أساس مفاهيمي لأدوات دعم التصميم البيئي المستقبلية من خلال تحديد عمليات التصميم والتحديات التي تواجه تنفيذ التصميم البيئي.
ركزت المقابلات، التي استمرت كل منها حوالي 60 دقيقة، على تجارب المشاركين مع عملية تطوير الملابس الإلكترونية، ورؤاهم حول أساليب التصميم البيئي ضمن السياقات متعددة التخصصات، والحواجز التي يرونها في التنمية المستدامة. بالإضافة إلى ذلك، استكشفت المقابلات احتياجات المشاركين للحصول على الإرشاد والدعم لتحقيق نتائج أكثر مسؤولية واستدامة في تطوير الملابس الإلكترونية. تم تسجيل جميع المقابلات صوتيًا، وتمت كتابتها وتحليلها علميًا، مع اتخاذ تدابير لضمان السرية والامتثال للمعايير الأخلاقية.
النتائج
يقدم قسم النتائج نظرة شاملة على النتائج المنظمة في ثلاثة مواضيع رئيسية: (1) عملية تصميم الملابس الإلكترونية، (2) ممارسات التصميم البيئي ضمن هذه العملية، و(3) ضرورة دعم التصميم البيئي والأدوات. تكشف التحليلات أن مصادر الأدبيات تقدم في الغالب رؤى مفاهيمية ومنهجية، لا سيما فيما يتعلق بعملية تصميم الملابس الإلكترونية وأطر التصميم البيئي. في المقابل، تسلط بيانات المقابلات الضوء على الجوانب العملية مثل سير العمل، وتحديات الدمج، وعمليات اتخاذ القرار، والأدوات التي تدعم التصميم البيئي في السياقات الواقعية.
علاوة على ذلك، تحدد التحليلات الموضوعات الفرعية المتكررة عبر المواضيع الثلاثة الرئيسية، والتي تعمل كإطار تحليلي للنتائج التفصيلية التي تم مناقشتها في الأقسام اللاحقة. تسهل هذه الموضوعات الفرعية تفسيرًا دقيقًا للرؤى المستمدة من الأدبيات والمقابلات. توضح الجدول 3 مساهمة هذه الموضوعات الفرعية في الموضوعات الشاملة، مما يبرز الترابط بين الأبعاد النظرية والعملية في مجال تصميم الملابس الإلكترونية وممارسات التصميم البيئي.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على الفجوات الكبيرة في دمج مبادئ الاستدامة والتصميم البيئي ضمن مجال تطوير الملابس الإلكترونية المتطور بسرعة. بينما تركز الأبحاث الحالية في الغالب على الابتكار التكنولوجي، لا تزال الاستدامة البيئية غير مستكشفة بشكل كاف، لا سيما من حيث اعتبارات دورة الحياة الشاملة. ركزت الدراسات الحالية بشكل أساسي على الجوانب البيئية مثل اختيار المواد وإدارة نهاية الحياة (EoL)، كاشفة عن التحديات المتعلقة بإمكانية إعادة التدوير ودمج المكونات الإلكترونية مع الأنسجة. لمعالجة هذه القضايا، يتم اقتراح نهج شامل للتصميم البيئي، والذي يتضمن وجهات نظر استدامة متعددة الأبعاد طوال دورة حياة الملابس الإلكترونية، مع التأكيد على مبادئ مثل تقليل المواد، وتحسين عمر المنتج، والتصميم من أجل التفكيك.
ومع ذلك، تواجه دمج التصميم البيئي في الملابس الإلكترونية تحديات ملحوظة، لا سيما بسبب غياب المنتجات المرجعية والتجارة الفريدة بين المواد والوظائف التي تتسم بها هذه الفئة الجديدة من المنتجات. الأدبيات الحالية والمناقشات الصناعية محدودة، وغالبًا ما تركز على اختيار المواد وكفاءة الطاقة دون تقديم إرشادات محددة للأقمشة الإلكترونية. علاوة على ذلك، لم تشمل الأطر التنظيمية الحديثة، مثل لائحة الاتحاد الأوروبي بشأن التصميم البيئي للمنتجات المستدامة، الملابس الإلكترونية بعد. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في عملية تصميم الملابس الإلكترونية، وتحديد الفرص والتحديات لدمج التصميم البيئي، واستكشاف أدوات التصميم البيئي المناسبة، وبالتالي المساهمة في مستقبل أكثر استدامة لهذا المجال الناشئ.
القيود
يسلط قسم القيود الضوء على عدم كفاية أدوات التصميم البيئي الحالية في دعم دمج الاستدامة ضمن عملية تصميم الملابس الإلكترونية. على الرغم من تطوير أدوات تصميم بيئي متنوعة عبر الملابس والإلكترونيات، إلا أن هذه الأدوات مصممة بشكل أساسي لفئات المنتجات التقليدية ونماذج التطوير الثابتة. تحدد الأبحاث سبع فئات من أدوات التصميم البيئي، بما في ذلك أدوات تقييم دورة الحياة (LCA) والأساليب الموجهة نحو المستخدم، لكنها تشير إلى أنها غالبًا ما تفشل في معالجة تعقيدات الملابس الإلكترونية، التي تعمل ضمن نظام منتج هجين يتميز بدورات تصميم معقدة ودائرية.
تكشف المقابلات التي أجريت مع المشاركين في الصناعة أن نقص الأدوار المخصصة للاستدامة داخل فرق تصميم الملابس الإلكترونية، إلى جانب تحديات الاستخدام، يزيد من تعقيد تطبيق هذه الأدوات. تجعل الطبيعة التقنية للأدوات الكمية من الصعب دمجها في العمليات الإبداعية، بينما غالبًا ما تُعتبر الأطر النوعية صعبة التنفيذ في البيئات التي تركز على الهندسة. وبالتالي، تعيق هذه القيود التعاون الفعال بين التخصصات والتقدم العام لممارسات التصميم البيئي في قطاع الملابس الإلكترونية.
DOI: https://doi.org/10.3389/frsus.2026.1772804
Publication Date: 2026-04-21
Author(s): Wei Wang et al.
Primary Topic: Cultural and Historical Studies
Overview
This research investigates the integration of eco-design into the rapidly evolving field of e-clothing, highlighting the challenges encountered at various stages of the design and development process. Through a narrative review of existing literature and semi-structured interviews with experts, the study reveals that while eco-design strategies exist, their practical application in e-clothing remains limited. Key challenges identified include early-stage uncertainty, conflicts between textile and electronics integration, regulatory misalignments across sectors, and communication gaps within interdisciplinary teams. The study proposes a synthesized e-clothing workflow model that incorporates eco-design intervention points and a corresponding toolkit, emphasizing the need for iterative, collaborative processes to address sustainability considerations effectively.
The findings indicate that current research on eco-design in e-clothing is fragmented, lacking comprehensive connections between eco-design methods, design processes, and supporting tools. The proposed workflow model outlines a process that includes contextual research, iterative design cycles, and product-market fit stages, while identifying five main challenges to eco-design integration. The study advocates for lightweight, shared, and qualitative tools to facilitate sustainability reasoning throughout the design process. However, it acknowledges limitations, such as the emergent nature of the e-clothing field and the regional concentration of research, suggesting that future studies should explore broader systemic dimensions and regional differences in eco-manufacturing practices. Additionally, the research calls for longitudinal studies and participatory approaches to assess the practical impact of eco-design tools in real-world contexts.
Introduction
The introduction of the research paper delineates the concept of “e-clothing,” which encompasses garments that integrate electronic components such as sensors and actuators, distinguishing it from related terms like “smart clothing” and “e-textiles.” The evolution of e-clothing is traced back to the 1960s, with significant advancements linked to the Internet of Things (IoT) and the development of flexible sensors, enabling seamless integration of electronics into textiles. The design of e-clothing is characterized as a holistic process that requires a cohesive approach across multiple domains, including fashion, hardware, software engineering, and user interaction, to ensure optimal performance, comfort, aesthetics, and sustainability.
The paper further explores the practice-driven design processes employed by practitioners from diverse professional backgrounds. It reveals that those with electronic engineering expertise focus on material innovation and functional performance, engaging in iterative prototyping to test electronic integration. In contrast, design-oriented practitioners emphasize user needs and aesthetic considerations, often collaborating with engineers for technical aspects. The findings highlight a divergence between academic and industry approaches, with academics prioritizing exploratory research and methodological experimentation, while industry professionals concentrate on developing commercially viable products that meet specific market demands. This distinction underscores the varying emphases on feasibility, reliability, and regulatory compliance in the e-clothing development process.
Methods
The study employs a qualitative, exploratory methodology to investigate the complexities and challenges associated with implementing eco-design in the development of e-clothing. This approach combines a narrative literature review (NLR) with expert interviews from the e-clothing and wearables sectors. The primary objective is to establish a conceptual foundation for future eco-design supportive tools by identifying the design processes and challenges faced in eco-design implementation.
The interviews, each lasting approximately 60 minutes, focused on participants’ experiences with the e-clothing development process, their insights on eco-design approaches within interdisciplinary contexts, and the barriers they perceive in sustainable development. Additionally, the interviews explored the participants’ needs for guidance and support to achieve more responsible and sustainable outcomes in e-clothing development. All interviews were audio-recorded, transcribed, and analyzed scientifically, with measures taken to ensure confidentiality and compliance with ethical standards.
Results
The results section presents a comprehensive overview of findings organized into three primary themes: (1) the e-clothing design process, (2) eco-design practices within this process, and (3) the necessity for eco-design support and tools. The analysis reveals that literature sources predominantly offer conceptual and methodological insights, particularly regarding the e-clothing design process and eco-design frameworks. In contrast, interview data sheds light on practical aspects such as workflows, integration challenges, decision-making processes, and the tools that support eco-design in real-world contexts.
Furthermore, the analysis identifies recurring sub-themes across the three main themes, which serve as the analytical framework for the detailed findings discussed in subsequent sections. These sub-themes facilitate a nuanced interpretation of insights drawn from both literature and interviews. Table 3 illustrates the contribution of these sub-themes to the overarching themes, highlighting the interconnectedness of theoretical and practical dimensions in the field of e-clothing design and eco-design practices.
Discussion
The discussion highlights significant gaps in the integration of sustainability and eco-design principles within the rapidly evolving field of e-clothing development. While current research predominantly emphasizes technological innovation, environmental sustainability remains underexplored, particularly in terms of holistic lifecycle considerations. Existing studies have primarily focused on environmental aspects such as material selection and end-of-life (EoL) management, revealing challenges related to recyclability and the coupling of electronic components with textiles. To address these issues, a comprehensive eco-design approach is proposed, which incorporates multidimensional sustainability perspectives throughout the e-clothing lifecycle, emphasizing principles such as material minimization, lifespan optimization, and design for disassembly.
However, the integration of eco-design in e-clothing faces notable challenges, particularly due to the absence of reference products and the unique material-functional trade-offs inherent in this new product category. Current literature and industry discussions are limited, often concentrating on material selection and energy efficiency without providing specific guidance for e-textiles. Furthermore, recent regulatory frameworks, such as the European Union’s Ecodesign for Sustainable Products Regulation, have yet to encompass e-clothing. This study aims to investigate the e-clothing design process, identify opportunities and challenges for eco-design integration, and explore suitable eco-design tools, thereby contributing to a more sustainable future for this emerging field.
Limitations
The section on limitations highlights the inadequacies of existing eco-design tools in supporting the integration of sustainability within the e-clothing design process. Despite the development of various eco-design tools across apparel and electronics, these tools are primarily tailored for traditional product categories and static development models. The research identifies seven categories of eco-design tools, including Life Cycle Assessment (LCA) tools and user-centered methods, but notes that they often fail to address the complexities of e-clothing, which operates within a hybrid product system characterized by intricate and circular design loops.
Interviews conducted with industry participants reveal that the lack of dedicated sustainability roles within e-clothing design teams, coupled with usability challenges, further complicates the application of these tools. The technical nature of quantitative tools makes them difficult to incorporate into creative processes, while qualitative frameworks are often seen as challenging to implement in engineering-focused environments. Consequently, these limitations hinder effective interdisciplinary collaboration and the overall advancement of eco-design practices in the e-clothing sector.