从移动到穿戴：探讨可穿戴概念、技术与应用

廉价化，可穿戴计算的普及逐渐成为可能。移动计算正在从口袋和手持转向手腕、手指、头部、腰部和脚部的穿戴，见图2。可穿戴产品在眼部、头部、手部、脚步、腰部的示例见图3。

　　图2 可穿戴在人体的分布

　　图3 可穿戴产品示例

　　可穿戴计算不能称为设备，这是倡导的一种观点。之所以说可穿戴计算不该笼统称为设备，理由大致如下：

　　1） 形态上不是设备。可穿戴产品在形态上是普通的饰物、衣物、鞋帽，而设备通常形态较大，需要由人手动操作。

　　2） 理念上不是设备。可穿戴追求的是设备和机器从我们的视线中消失，它编入了我们的鞋子、衣服、眼镜、首饰，融入衣物和饰物之中，追求电子元件隐蔽性（ unobtrusive） 。在操作方面，它解放我们的双手（ hand-free） ，追求自然交互，而不是操作设备。

　　3） 定义上不是设备。设备（ equipment） 的定义为"通常是一群中、大型的机具器材集合体，皆无法拿在手上操作而必须有固定的台座，使用电源之类动力运作而非人力"。

　　4） 在英文术语中，可穿戴没有"设备"一词（ smart device，smart gadget，smart jewelry，smart glass， smart shoe，smart accessories） 。形态较大的可穿戴产品称为device （ 小型装备） ，但不称为equipment（ 设备） 。
可穿戴计算技术的一些常见应用#e#

　　3 可穿戴计算技术的一些常见应用

　　自20 世纪90 年代中后期，可穿戴计算逐渐走出实验室阶段，被广泛推广应用到加工制造、生产监控、维护保障、物流后勤、作战侦察、反恐安全、医疗助残、消费娱乐等领域中。近年来，新的的研究成果不断涌现，一些常见应用概括起来主要集中于下面的典型应用领域。

　　3．1 电子织物

　　从移动到穿戴，涉及的不止是眼镜和手表。以可穿戴的衣物为例，今后它在形态上就是普通的衣物，例如一条裙子，一件衬衫。电子织物（ e －textile） 是织有或者植入电子功能组件、模块互联和电源等器件的智能布块，被认为是实现普适计算的一种理想平台，也是物联网的一种使能器件。在织物的过程中，传感器是织进去的，其良好的电气性能和织物所具有的柔性、透明、轻量级的特点，代表了今后电子织物的发展趋势。电子织物带来的技术颠覆在于电路形态的改变。原来的硬件印制电路板转变为今后的电路是织出来或者在衣物上印出来，从原来的立体电路转化为二维的平面电路。电子织物中新的电路形态、电路工艺和电路技术是今后研究的主要方向。

　　当前主要有3 种典型的可穿戴织物设计与制作方法： 第1 种是柔性丝网印刷法； 第2 种是编织和针织，即将导电、传感和绝缘纤维或丝线通过编织直接形成传感器，真正实现传感器的嵌入； 第3种是缝合，利用导电防线将电路板或传感器缝合在衣物上。

　　3．2 蓝领计算

　　由于行业的特殊性质，某些制造业在特定环境下无法使用机器人，工作必须由工人手工操作完成。未来的几十年内，人类的介入仍然不可避免。在这种情况下，研究如何在工业中使用可穿戴计算具有重要意义。同样，在战场、考古、野外勘探、手术医疗等领域可穿戴也将会有广泛的应用，因此德国人提出了蓝领计算的概念。

　　蓝领计算（ blue collar computing） 是一种崭新的现场作业任务信息支撑模式，它强调用户在工作空间中关注于任务时（ 特别是Intense time critical work） 和在日常生活空间内（ daily life space） 进行活动时，能得到信息空间（ cyber space） 的自然、有效和多人协作（ group collaboration） 的支持。典型的应用包括数字化士兵系统、特殊场合下的维修与安装作业、行为监测与健康保护系统和诊疗辅助系统等。

　　在蓝领计算方面，知晓车间（ aware workshop）是一种新的工业企业现场信息基础环境模式。作为现场设备维护类工程技术人员的作业辅助，在知晓车间中，设备被赋予灵性，能实现环境感知、设备感知、人体感知，进而三者交互。

　　图4 知晓车间中的可穿戴作业辅助系统

　　4 结束语

　　美国微软公司在《人类的本质： 2020 年的人机交互》报告中指出： "计算机和人类之间的生理界限将变得模糊……目前存在于人机界面之间牢固的界限正在消失，这种界面会离我们越来越近，电子装置将融入我们的衣服甚至身体"。随着研究的深入，业界对可穿戴计算提出了各种挑战性的科学问题，其广泛和深入的应用需要在理论和关键技术方面有新的突破。当前，颠覆正在发生，智能可穿戴正在进入主流，必将冲击传统计算模式和挑战现有IT 产业格局，促进新兴战略产业方向的形成。