Google眼鏡的出現(xiàn)使可穿戴計(jì)算成為當(dāng)前信息技術(shù)的一個(gè)熱點(diǎn)話題，也使人們認(rèn)識(shí)到：可穿戴計(jì)算設(shè)備的研發(fā)、制作與應(yīng)用將成為信息產(chǎn)業(yè)下一個(gè)新的增長點(diǎn)?？纱┐饔?jì)算與物聯(lián)網(wǎng)的研究目標(biāo)具有很多相同之處，同時(shí)可穿戴計(jì)算的很多概念、研究思路與方法，對物聯(lián)網(wǎng)研究具有重要的理論指導(dǎo)意義與應(yīng)用價(jià)值。了解可穿戴計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)在的聯(lián)系，需要注意以下幾個(gè)方面的問題。

　　1.可穿戴計(jì)算概念產(chǎn)生的背景

　　凡是能夠消除人與計(jì)算機(jī)隔閡的技術(shù)都具有強(qiáng)大的生命力，移動(dòng)計(jì)算和可穿戴計(jì)算技術(shù)都符合這個(gè)發(fā)展趨勢?？纱┐饔?jì)算技術(shù)是移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的重要分支，是計(jì)算模式的重大變革。它可以解決軍事、公安、消防、救災(zāi)、醫(yī)療、突發(fā)事件處理領(lǐng)域的特殊需求，極大地提高使用者的信息處理能力，發(fā)揮以往任何設(shè)備都無法發(fā)揮的作用。可穿戴計(jì)算的概念是在20世紀(jì)60年代提出的，但真正進(jìn)入快速發(fā)展階段是在1997年美國“21世紀(jì)陸軍勇士計(jì)劃”單兵數(shù)字系統(tǒng)問世之后。目前，世界各國（例如中國、美國、法國、加拿大、德國、英國、澳大利亞、以色列、日本等）都在大力開展可穿戴計(jì)算技術(shù)及應(yīng)用的研究。

　　可穿戴計(jì)算技術(shù)體現(xiàn)了“以人為本，人機(jī)合一”和“無處不在的計(jì)算”的理念，有力地支持著“從人圍著計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)到計(jì)算機(jī)圍著人轉(zhuǎn)”的重要演變趨勢?？纱┐饔?jì)算系統(tǒng)與人類緊密結(jié)合成一個(gè)整體，能夠拓展人的視覺、聽覺，增強(qiáng)人的大腦記憶和應(yīng)對外界環(huán)境變化的能力，延伸了人的大腦與四肢，代表著計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，是一個(gè)跨學(xué)科的研究領(lǐng)域。可穿戴計(jì)算技術(shù)研究的核心是適應(yīng)某一種應(yīng)用需求的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算模型和軟件，而計(jì)算模型的研究又涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、智能科學(xué)、光學(xué)工程、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)械制造、通信科學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)與心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的交叉。

　　2.可穿戴計(jì)算的定義和主要特征

　　目前，個(gè)人計(jì)算機(jī)的概念已經(jīng)發(fā)生變化。大部分個(gè)人計(jì)算機(jī)仍然以臺(tái)式機(jī)的形式存在，人們只能在辦公室、家庭、網(wǎng)吧里的固定位置上使用。更小、更輕的便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)（即筆記本計(jì)算機(jī)）或其他便攜式手持設(shè)備PDA、iPad已經(jīng)可以由人們攜帶在機(jī)場、火車以及旅行途中使用。但筆記本計(jì)算機(jī)仍然不能夠像人們的衣服、手表、手機(jī)那樣，時(shí)時(shí)處處為人類服務(wù)。特別是在一些特殊的環(huán)境中，例如戰(zhàn)場、突發(fā)事件處理的現(xiàn)場，人們需要能按需要將微小型計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備合理地分布在人體之上，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)計(jì)算的可穿戴計(jì)算模式。實(shí)現(xiàn)可穿戴計(jì)算工作模式的計(jì)算設(shè)備稱為可穿戴計(jì)算系統(tǒng)（WearableComputingSystem）或穿戴計(jì)算機(jī)（WearableComputer）?？纱┐饔?jì)算具有三種操作模式、六個(gè)屬性及三大能力。

　　（1）可穿戴計(jì)算機(jī)的三種操作模式

　　可穿戴計(jì)算機(jī)促進(jìn)了一種新的人機(jī)交互模式的出現(xiàn)。這種新的人機(jī)協(xié)同交互形式包括三種操作模式：持久性、增強(qiáng)性與介入性。

　　持久性：筆記本計(jì)算機(jī)與各種手持設(shè)備的使用方式與傳統(tǒng)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)相同，即在用戶需要使用時(shí)才開機(jī)，進(jìn)入使用狀態(tài)；使用結(jié)束之后需要關(guān)機(jī)。因此，筆記本計(jì)算機(jī)與各種手持設(shè)備的使用方式仍然是“在需要時(shí)開機(jī)再進(jìn)入使用狀態(tài)”?？纱┐饔?jì)算機(jī)與使用者的身體成為一體，并且處于“總是準(zhǔn)備接受使用狀態(tài)”?！翱偸菧?zhǔn)備接受使用”的能力必然形成人機(jī)協(xié)同交互持久性的特點(diǎn)。

　　增強(qiáng)性：筆記本計(jì)算機(jī)關(guān)注的重點(diǎn)是計(jì)算，而可穿戴計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)不僅僅是計(jì)算，而是在計(jì)算的基礎(chǔ)上增強(qiáng)人的智慧，以及增強(qiáng)人對外部環(huán)境的感知能力。這種增強(qiáng)人感知能力的需要必將形成增強(qiáng)人機(jī)協(xié)同交互性的特點(diǎn)。

　　介入性：與筆記本計(jì)算機(jī)不同，可穿戴計(jì)算機(jī)能夠封裝用戶自身，在更大程度上參與用戶的決策。這里所說的“封裝”有兩方面的含義。一是在可穿戴計(jì)算機(jī)相同的設(shè)計(jì)中，考慮到系統(tǒng)在參與人的決策過程中如何屏蔽不需要的信息，起到信息過濾器的作用。二是在可穿戴計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中，考慮信息的安全性，防止無線通信過程中的信息泄露和被竊取。

　?。?）可穿戴計(jì)算機(jī)的六個(gè)屬性

　　可穿戴計(jì)算機(jī)的六個(gè)屬性是：非限制性、非獨(dú)占性、可覺察性、可控性、環(huán)境感知性與交流性。

　　非限制性：可穿戴計(jì)算機(jī)不像虛擬現(xiàn)實(shí)游戲那樣完全切斷用戶與外界的聯(lián)系，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在增強(qiáng)用戶的感知能力上。它也不像使用個(gè)人計(jì)算機(jī)那樣，需要將用戶的注意力放在計(jì)算過程上。

　　非獨(dú)占性：可穿戴計(jì)算機(jī)不限制用戶的移動(dòng)，用戶使用它的時(shí)候可以做其他的事，例如可以在跑動(dòng)的過程中發(fā)送信息。我們使用個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)，要面對顯示屏，雙手操作鍵盤和鼠標(biāo)，而可穿戴計(jì)算機(jī)可以解放使用者的雙手。

　　可覺察性：可穿戴計(jì)算機(jī)可以在必要時(shí)對用戶進(jìn)行有效的提醒，保證隨時(shí)、隨地接受用戶的操作和顯示結(jié)果。

　　可控性：在可穿戴計(jì)算機(jī)中，用戶在任何需要的時(shí)候都可以獲得系統(tǒng)的控制權(quán)。在自動(dòng)處理過程中，能夠切斷可穿戴計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制鏈，進(jìn)行人工干預(yù)，或?qū)⑷斯じ深A(yù)加入到自動(dòng)控制鏈中。

　　環(huán)境感知性：可穿戴計(jì)算機(jī)具有環(huán)境覺察、多重模式、多重感知能力。

　　交流性：可穿戴計(jì)算機(jī)具有通信能力。用戶可以通過該系統(tǒng)與其他可穿戴計(jì)算機(jī)，以及電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

　?。?）可穿戴計(jì)算機(jī)的三大能力：移動(dòng)計(jì)算能力、智能助手能力、多種控制能力

　　移動(dòng)計(jì)算能力：用戶可以在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)使用可穿戴計(jì)算機(jī)。在Wi-Fi、Adhoc、3G/4G、藍(lán)牙技術(shù)的支持下，可以提供移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、接收和處理能力。

　　智能助手能力：可穿戴計(jì)算機(jī)通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、介入現(xiàn)實(shí)、環(huán)境感知，達(dá)到延伸人的大腦、四肢與感官的目的。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是通過將聲、圖、文疊加于真實(shí)環(huán)境之上，提供附加信息，實(shí)現(xiàn)提醒、提示、助記、解釋等輔助功能。介入現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)在被處理后的“現(xiàn)實(shí)”既不是完全的“現(xiàn)實(shí)”，也并非完全的“虛擬”上。環(huán)境感知表現(xiàn)在當(dāng)用戶未主動(dòng)向可穿戴計(jì)算機(jī)發(fā)出指令時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)感知環(huán)境的變化，并向用戶發(fā)出提示和響應(yīng)。

　　多種控制能力：體現(xiàn)在可穿戴計(jì)算設(shè)備可以根據(jù)穿戴人簡單的語音、手勢、觸覺來觸發(fā)執(zhí)行用戶的操作指令。例如，智能眼鏡可以通過眼動(dòng)跟蹤、頭的擺動(dòng)、眨眼等動(dòng)作去完成攝像或拍照等控制命令。目前正在研究的嵌入了腦電波傳感器陣列的頭盔，通過無線方式連接控制裝置，將穿戴人的腦電波或動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂浦噶?，去操作電?dòng)輪椅、無人機(jī)或游戲場景。

　　3.可穿戴計(jì)算機(jī)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

　　可穿戴計(jì)算機(jī)可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程支援、搶險(xiǎn)救災(zāi)、醫(yī)療救護(hù)、社會(huì)治安、新聞采訪、社會(huì)娛樂與軍事等領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用戶需求，可穿戴計(jì)算機(jī)根據(jù)其功能、與人交互方式的不同，而被設(shè)計(jì)成不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和不同的外形。有的設(shè)計(jì)者在旅行者的行李或錢包中嵌入智能芯片，如果行李或錢包離開主人一定距離之后就立即提示。有的設(shè)計(jì)者將智能芯片與傳感器嵌入襯衣里，成為一種智能襯衣。當(dāng)患者穿上這種智能襯衣后，便可跟蹤和記錄患者的生命參數(shù)。當(dāng)重要的生命參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，智能襯衣會(huì)及時(shí)通知醫(yī)生進(jìn)行治療或搶救。醫(yī)生也可以根據(jù)智能襯衣所采集的數(shù)據(jù)了解患者服藥的效果，作為新藥臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集源。有設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出一種消防隊(duì)員使用的可穿戴計(jì)算機(jī)，當(dāng)消防隊(duì)員穿上這種設(shè)備進(jìn)入火場時(shí)，可穿戴計(jì)算機(jī)就可以及時(shí)、準(zhǔn)確地向指揮員提供火場信息；還有設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)了一種記者在采訪現(xiàn)場使用的可穿戴計(jì)算機(jī)，使記者在采訪現(xiàn)場（尤其是突發(fā)事件處理現(xiàn)場）能夠盡可能多地獲取第一手資料。

　　4.可穿戴計(jì)算機(jī)在提高人的感知能力方面研究的發(fā)展

　　2009年2月，MIT媒體實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)表了一篇關(guān)于可穿戴計(jì)算的論文“TED:MITStudentsTurnInternetIntoaSixthHumanSense—Video”。論文展示了他們研發(fā)的一種可穿戴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的成果。

　　媒體實(shí)驗(yàn)室流體界面組的PattieMaes表示，這項(xiàng)研究的目的是為人類創(chuàng)造一種新型數(shù)字“第六感”。PattieMaes解釋說：在觸覺世界里，我們利用五種感覺收集周圍環(huán)境有關(guān)的信息，并對它做出反應(yīng)。但是很多幫助我們了解這個(gè)世界，并對之做出反應(yīng)的信息并不是來自這些感覺。這些信息可以來自計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)世界。該科研組一直在思考一個(gè)人如何才能更好地與周圍環(huán)境融為一體，如何便捷地獲得信息。因此他們確定該項(xiàng)研究的目標(biāo)是：像人類的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺那樣利用計(jì)算機(jī)以一種第六感覺的方式去獲得信息。這個(gè)可穿戴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由軟件控制的特殊功能的顏色標(biāo)志物（ColorMarker）、數(shù)字相機(jī)、投影儀組成，硬件設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
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