【致命干貨】可穿戴計算與系統仿真

　　引 言

　　可穿戴計算機（Wearable Computer，縮寫為WearComp）是一類新概念、超微型、可穿戴的個人移動計算系統，由于能夠被“穿戴”在身上，所以可實現人機之間自然、方便和直接的交互，使我們能以更自然的方式攜帶計算系統和獲得計算功能，最終要實現人機之間的“最佳結合與協同”。

　　可穿戴計算機是隨著電子器件的不斷微型化、性能的增強、無線移動網絡技術日益成熟和廣泛應用而出現的，也是人們對“計算”深入研究和認識，追求“計算以人為本，人機合一”這一理念的產物。

　　可穿戴計算機在體系結構、功能、形態、用途、操作模式，以及設計和開發方法上都將與現在流行的移動計算裝置（如筆記本電腦、掌上電腦等）不同，具有許多不可替代的功能，它將引發新的需求，開辟新的應用領域，用途非常廣泛。

　　可穿戴計算機的出現促成了一種嶄新和獨特的計算模式，即可穿戴計算（Wearable Computing，同樣縮寫為WearComp），它從計算概念、人機關系、交互方式、功能和用途等諸多方面都不同于傳統的固定和移動計算模式，這種計算模式強調以自然的穿戴形式提供的計算功能，弱化機器的概念，計算系統不是以機器形式出現，機器將最終從我們的視線中將消失，計算系統是嵌入在衣物、挎包、腰包、腰帶、手表、首飾或其他裝飾物等物品中的，我們體驗到的只是“服務”。在這種新的計算模式下，弱化以“傳統計算”為主要任務，而是突出以增強人的能力和輔助人為目的，將使我們產生“計算依賴”，使我們需要計算就像需要衣物一樣。

　　可穿戴計算的思想和雛形早在20 世紀60 年代就出現了。目前形態可穿戴計算機（挎包和背心式等）的發明人應該是目前在加拿大多倫多大學的Steve Mann 博士，他早在80 年初代就開始進行可穿戴計算機的研究，他在MIT 攻讀博士的時候繼續了他的發明，并和其他研究人員一道形成了可穿戴計算研究方向，成為可穿戴計算研究領域的主流之一。另一股可穿戴計算的推動力量來自美國軍方，主要有兩個相關計劃，一是90 年代中期美國陸軍的陸地勇士（Land Warrior）計劃，其目的是研制一種以可穿戴計算機為核心數字化作戰單兵系統；二是90 年代中期美國DARPA 的聰明模塊計劃（Smart Modular）。

　　1996 年在美國召開的兩次會議引起了學術界和工業界對可穿戴計算的廣泛關注。一次會議是1996 年7 月，美國國防部的DARPA 贊助舉行了第一次WearComp 專題研討會，題為“ 2005 可穿戴計算”，當時召集工業界、大學及軍方的專家探討未來可穿戴式計算機的潛力。另一次會議是1996年8 月，Boeing 公司在Seattle 主辦的第二次WearComp的專題研討會，工業界、學術界和獨立實驗室的研究人員與管理人員到會，會議形成了硬件、軟件、網絡、人的因素及應用等五個專題報告。這兩次會議掀起了可穿戴計算研究的第一波熱潮，為即將來臨的可穿戴計算時代點燃了火種。值得注意的是，這首兩屆會議分別是軍方和工業界發起的，而不是學術屆，這從一個角度說明，應用領域對可穿戴計算機的需求是直接和迫切的。

　　自此，國際上可穿戴計算已逐步成為計算技術前沿和熱點研究領域，許多發達國家的著名大學和研究機構都成立了專門的研究中心和實驗室，競相開展了相關研究，如美國、加拿大、澳大利亞、日本、英國、德國、瑞士等等，競爭態勢已經形成。中國也在20 世紀中后期介入了這個研究領域。

　　1997 年由IEEE 主辦了第一屆ISWC （InternationalSymposium on Wearable Computers ）可穿戴計算的國際會議，以后每年舉行一次會議，規模和水平不斷提高。IEEE專門設立可穿戴信息系統技術委員會TCWIS （TechnicalCommittee on Wearable Information Systems）。2000 年IEEE Pervasive Computing 期刊出版了可穿戴計算的?？?。多倫多大學的Steve Mann 博士已有兩部關于可穿戴計算的著作出版， 一本是“ Cyborg： Digital Destiny and Human Possibility in the Age of the Wearable Computer ”，另一本是“Intelligent Image Processing”。.Virginia Tech 的Woodrow Bar -field 和University of New Mexico 的Thomas Caudell 共同匯編了“ Fundamentals of Wearable Computer and Augmented Reality”一書。目前有關可穿戴計算的論文已有上百篇之多，不少大學都推出了各種不同用途的可穿戴計算機樣機和系統，至少已有幾十項相關發明專利。

　　計算機工業界幾乎是在 90 年代中后期同步跟入可穿戴計算這個新興領域?？纱┐饔嬎阏麢C和配件產品已投入市場，目前美國和日本都推出了具有實用價值的可穿戴計算機和專用器件（如核心模塊，單手鍵盤，頭戴顯示器等。作為新一代的計算機，可穿戴計算機將形成一個新的產業，市場潛力巨大，其社會和經濟效益不可估量。

　　在應用方面，美國已采用可穿戴計算機作為數字化單兵系統的核心?？纱┐饔嬎銠C在電信、倉儲、快遞業等領域也已投入了實際應用，在諸多其他應用領域，可穿戴計算機已進入試用階段，如航空航天、旅游、食品加工、醫療、消防、機器維護與安裝，以及野外勘探等等。

　　可穿戴計算是很有發展前景的下一代的計算模式，為計算機科學與技術提出了新的課題與挑戰，將形成新的計算概念、理論和技術?？纱┐饔嬎銠C的出現促使我們以全新的角度去審視計算機，如人與計算機到底是什么關系、到底該怎樣利用和使用計算機、未來計算機的作用和地位是什么等。這將使人們對計算機的認識在觀念上產生了變化。

　　可穿戴計算作為一種新的計算模式，可穿戴計算系統作為一種新的計算平臺，也將會給系統仿真注入新的活力，將可能形成新的仿真概念、模式、原理、技術和仿真系統，并促成新的應用。我們將這種基于可穿戴計算的仿真簡稱為“可穿戴仿真（Wearable Simulation）”，縮寫為WS?？纱?/p>

　　戴帶仿真將DIS（分布式交互仿真）擴展到移動狀態，并分布到個人，是一種可隨個人移動的分布式仿真，是一種新的仿真框架，具有新的仿真功能和應用模式，將可能成為的仿真領域新發展方向之一。