从移动到穿戴：探讨可穿戴概念、技术与应用

　　摘要： 可穿戴计算是一种新颖的计算模式，已被视为下一代计算发展的主流。将尝试与业界同仁共同探讨可穿戴计算领域的一些热点问题，如概念、技术、趋势，涉及可穿戴属性、模式，可穿戴电子，蓝领计算等，以期抛砖引玉之功效，为可穿戴研究和产业化健康发展助力。

　　可穿戴计算是目前信息领域的研究热点，最早发源于美国麻省理工学院。可穿戴研究出现过2 次热潮。1996 年7 月，美国DARPA 举办了“wearable in 2005”； 1996 年，波音公司在美国西雅图主办了第二次可穿戴计算研讨会；1997 年10月，在美国马萨诸塞州的坎布里奇， IEEE 计算机学会主办了第一届国际可穿戴计算机学术会议（ ISWC） 。这三次会议代表了第一波可穿戴计算研究热潮，刚好与互联网热潮同期，以突出研究为特征。2012 年，谷歌推出智能眼镜，其引爆的可穿戴计算（ 或智能穿戴） 热点触发了第二波全球可穿戴技术热潮。2014 年初，在美国举行的国际消费性电子展览会（ CES） 则进一步将可穿戴计算热推向高潮，业界对于可穿戴技术的研究更加丰富，各式可穿戴产品层出不穷，井喷一样地冲击到IT 产业和应用的各个领域。自此，可穿戴技术相关的研发、产品、产业、会展、论坛的热浪不断袭来。

　　1 概念

　　由Google 引发的第二次可穿戴计算技术研究热潮源自企业和市场。和其他热点研究领域不同，该研究热潮并非由学科专家发起，而是由企业和市场发起。目前普遍存在对可穿戴计算认识不到位的情况，对其定位和实际意义认识不足，容易导致跟风研究的情况。可穿戴计算的发展同计算的发展息息相关，而从人类的发展可以看到计算的发展。

　　人类发展的一个最重要的标志性事件是人的直立。人的直立是由于使用工具，这是对人类发展最大的促进因素。当今时代，手机正在突破传统模式向更加智能化方向发展。由于手机、互联网的应用，使人“趴”下去，而可穿戴计算使人再次“直立”。从使人第二次直立的工具的角度来认识可穿戴计算，它就代表人类的第二次进化。这是一个了不起的事情（ 图1） 。

　　

　　图1 可穿戴使人二次“直立”

　　为什么谈到人的第二次进化？ 这就要谈到人们一直担忧的一个问题： 机器人会不会战胜生物人，人工智能可能会超过人的智能吗？ 如何认识人类的第二次发展和可穿戴的地位？可穿戴计算定义： 可穿戴计算是“以人为本，人机合一”这一理念的必然产物，在这种计算模式下衍生出一类可穿戴、个性化、多样性、新形态的个人移动计算终端（ 智能眼镜、目镜、手镯、手表、腰包、腰带、鞋和服装） 。可穿戴计算（ wearable computing） 模式强调以自然的穿戴形式提供计算功能，弱化机器的概念。它首先体现了以人为本，即“围着人转”的思想； 其次是人与机器融为一体，人机合一。它同时体现了为人服务，以人为中心的研究思路，代表了未来研究的方向。

　　著名的Steve Mann 认为，可穿戴计算应具有3种使用模式和6 个属性定义：

　　1） 使用模式： 持续辅助（ constant assistant） ；增强（ augmenttation） ； 介入（ mediation） 。2） 属性： 非独占性（ unmonopolizing） ； 无束缚性（ unrestrictive ） ； 可观性（ observable ） ； 可控性（ controllable） ； 主动关注（ attentive proactively） ； 表达交流能力（ communicative） 。

　　从生物人和机器人角度来划分，可穿戴促成的是混合人（ 即人－ 机人） 。可穿戴计算带来了人－机关系的变革，促成了人－ 机紧密结合（ inextricably intertwined） 与协同（ synergy） 的新型关系，这是一种“人－ 机共生（ symbiosis） ”的形式，最终将向“电子人”（ cyborg，一种人机混合体） 演进。可穿戴计算促成的“人机协同”与“增强”计算模式可实现对用户自然、持续的感知与增强。

　　目前人工智能领域的研究尚未跳出一个框架，即模仿人类大脑工作。实际上，另一类智能不一定要模仿大脑，因为人的智能是有限的，人的感知是有限的，人的体能也是有限的。如果从计算的角度来发展一种智能，那么仿人只是其中一条途径（ 即artificial intelligence） 。可穿戴计算技术对此的解决思路是从“模仿人类”（ simulation） 的方式转变为“增强人类”（ augmentation） 。这种“增强智能”（ augmented intelligence） 是人类智能和机器智能的混合物，比如大家熟悉的钢铁侠。钢铁侠把人“包裹”住，使人具有机器的智能、体能和感能。Augmentation 从提升人的智能、体能和感能3种能力来研究可穿戴计算，是未来颠覆性的革新技术。

　　2 研究趋势

　　随着芯片和传感器的超微型化、轻量化、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） 。