從移動到穿戴：探討可穿戴概念、技術與應用

　　摘要： 可穿戴計算是一種新穎的計算模式，已被視為下一代計算發展的主流。將嘗試與業界同仁共同探討可穿戴計算領域的一些熱點問題，如概念、技術、趨勢，涉及可穿戴屬性、模式，可穿戴電子，藍領計算等，以期拋磚引玉之功效，為可穿戴研究和產業化健康發展助力。

　　可穿戴計算是目前信息領域的研究熱點，最早發源于美國麻省理工學院?？纱┐餮芯砍霈F過2 次熱潮。1996 年7 月，美國DARPA 舉辦了“wearable in 2005”； 1996 年，波音公司在美國西雅圖主辦了第二次可穿戴計算研討會；1997 年10月，在美國馬薩諸塞州的坎布里奇， IEEE 計算機學會主辦了第一屆國際可穿戴計算機學術會議（ ISWC） 。這三次會議代表了第一波可穿戴計算研究熱潮，剛好與互聯網熱潮同期，以突出研究為特征。2012 年，谷歌推出智能眼鏡，其引爆的可穿戴計算（ 或智能穿戴） 熱點觸發了第二波全球可穿戴技術熱潮。2014 年初，在美國舉行的國際消費性電子展覽會（ CES） 則進一步將可穿戴計算熱推向高潮，業界對于可穿戴技術的研究更加豐富，各式可穿戴產品層出不窮，井噴一樣地沖擊到IT 產業和應用的各個領域。自此，可穿戴技術相關的研發、產品、產業、會展、論壇的熱浪不斷襲來。

　　1 概念

　　由Google 引發的第二次可穿戴計算技術研究熱潮源自企業和市場。和其他熱點研究領域不同，該研究熱潮并非由學科專家發起，而是由企業和市場發起。目前普遍存在對可穿戴計算認識不到位的情況，對其定位和實際意義認識不足，容易導致跟風研究的情況?？纱┐饔嬎愕陌l展同計算的發展息息相關，而從人類的發展可以看到計算的發展。

　　人類發展的一個最重要的標志性事件是人的直立。人的直立是由于使用工具，這是對人類發展最大的促進因素。當今時代，手機正在突破傳統模式向更加智能化方向發展。由于手機、互聯網的應用，使人“趴”下去，而可穿戴計算使人再次“直立”。從使人第二次直立的工具的角度來認識可穿戴計算，它就代表人類的第二次進化。這是一個了不起的事情（ 圖1） 。

　　圖1 可穿戴使人二次“直立”

　　為什么談到人的第二次進化？ 這就要談到人們一直擔憂的一個問題： 機器人會不會戰勝生物人，人工智能可能會超過人的智能嗎？ 如何認識人類的第二次發展和可穿戴的地位？可穿戴計算定義： 可穿戴計算是“以人為本，人機合一”這一理念的必然產物，在這種計算模式下衍生出一類可穿戴、個性化、多樣性、新形態的個人移動計算終端（ 智能眼鏡、目鏡、手鐲、手表、腰包、腰帶、鞋和服裝） ?？纱┐饔嬎悖?wearable computing） 模式強調以自然的穿戴形式提供計算功能，弱化機器的概念。它首先體現了以人為本，即“圍著人轉”的思想； 其次是人與機器融為一體，人機合一。它同時體現了為人服務，以人為中心的研究思路，代表了未來研究的方向。

　　著名的Steve Mann 認為，可穿戴計算應具有3種使用模式和6 個屬性定義：

　　1） 使用模式： 持續輔助（ constant assistant） ；增強（ augmenttation） ； 介入（ mediation） 。2） 屬性： 非獨占性（ unmonopolizing） ； 無束縛性（ unrestrictive ） ； 可觀性（ observable ） ； 可控性（ controllable） ； 主動關注（ attentive proactively） ； 表達交流能力（ communicative） 。

　　從生物人和機器人角度來劃分，可穿戴促成的是混合人（ 即人－ 機人） ?？纱┐饔嬎銕砹巳耍瓩C關系的變革，促成了人－ 機緊密結合（ inextricably intertwined） 與協同（ synergy） 的新型關系，這是一種“人－ 機共生（ symbiosis） ”的形式，最終將向“電子人”（ cyborg，一種人機混合體） 演進?？纱┐饔嬎愦俪傻摹叭藱C協同”與“增強”計算模式可實現對用戶自然、持續的感知與增強。

　　目前人工智能領域的研究尚未跳出一個框架，即模仿人類大腦工作。實際上，另一類智能不一定要模仿大腦，因為人的智能是有限的，人的感知是有限的，人的體能也是有限的。如果從計算的角度來發展一種智能，那么仿人只是其中一條途徑（ 即artificial intelligence） ?？纱┐饔嬎慵夹g對此的解決思路是從“模仿人類”（ simulation） 的方式轉變為“增強人類”（ augmentation） 。這種“增強智能”（ augmented intelligence） 是人類智能和機器智能的混合物，比如大家熟悉的鋼鐵俠。鋼鐵俠把人“包裹”住，使人具有機器的智能、體能和感能。Augmentation 從提升人的智能、體能和感能3種能力來研究可穿戴計算，是未來顛覆性的革新技術。

　　2 研究趨勢

　　隨著芯片和傳感器的超微型化、輕量化、廉價化，可穿戴計算的普及逐漸成為可能。移動計算正在從口袋和手持轉向手腕、手指、頭部、腰部和腳部的穿戴，見圖2?？纱┐鳟a品在眼部、頭部、手部、腳步、腰部的示例見圖3。

　　圖2 可穿戴在人體的分布

　　圖3 可穿戴產品示例

　　可穿戴計算不能稱為設備，這是倡導的一種觀點。之所以說可穿戴計算不該籠統稱為設備，理由大致如下：

　　1） 形態上不是設備?？纱┐鳟a品在形態上是普通的飾物、衣物、鞋帽，而設備通常形態較大，需要由人手動操作。

　　2） 理念上不是設備?？纱┐髯非蟮氖窃O備和機器從我們的視線中消失，它編入了我們的鞋子、衣服、眼鏡、首飾，融入衣物和飾物之中，追求電子元件隱蔽性（ unobtrusive） 。在操作方面，它解放我們的雙手（ hand-free） ，追求自然交互，而不是操作設備。

　　3） 定義上不是設備。設備（ equipment） 的定義為“通常是一群中、大型的機具器材集合體，皆無法拿在手上操作而必須有固定的臺座，使用電源之類動力運作而非人力”。

　　4） 在英文術語中，可穿戴沒有“設備”一詞（ smart device，smart gadget，smart jewelry，smart glass， smart shoe，smart accessories） 。形態較大的可穿戴產品稱為device （ 小型裝備） ，但不稱為equipment（ 設備） 。