從移動(dòng)到穿戴：探討可穿戴概念、技術(shù)與應(yīng)用

　　摘要： 可穿戴計(jì)算是一種新穎的計(jì)算模式，已被視為下一代計(jì)算發(fā)展的主流。將嘗試與業(yè)界同仁共同探討可穿戴計(jì)算領(lǐng)域的一些熱點(diǎn)問題，如概念、技術(shù)、趨勢(shì)，涉及可穿戴屬性、模式，可穿戴電子，藍(lán)領(lǐng)計(jì)算等，以期拋磚引玉之功效，為可穿戴研究和產(chǎn)業(yè)化健康發(fā)展助力。

　　可穿戴計(jì)算是目前信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，最早發(fā)源于美國麻省理工學(xué)院?？纱┐餮芯砍霈F(xiàn)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(jì)算研討會(huì)；1997 年10月，在美國馬薩諸塞州的坎布里奇， IEEE 計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦了第一屆國際可穿戴計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議（ ISWC） 。這三次會(huì)議代表了第一波可穿戴計(jì)算研究熱潮，剛好與互聯(lián)網(wǎng)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(jì)算（ 或智能穿戴） 熱點(diǎn)觸發(fā)了第二波全球可穿戴技術(shù)熱潮。2014 年初，在美國舉行的國際消費(fèi)性電子展覽會(huì)（ CES） 則進(jìn)一步將可穿戴計(jì)算熱推向高潮，業(yè)界對(duì)于可穿戴技術(shù)的研究更加豐富，各式可穿戴產(chǎn)品層出不窮，井噴一樣地沖擊到IT 產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。自此，可穿戴技術(shù)相關(guān)的研發(fā)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)、會(huì)展、論壇的熱浪不斷襲來。

　　1 概念

　　由Google 引發(fā)的第二次可穿戴計(jì)算技術(shù)研究熱潮源自企業(yè)和市場(chǎng)。和其他熱點(diǎn)研究領(lǐng)域不同，該研究熱潮并非由學(xué)科專家發(fā)起，而是由企業(yè)和市場(chǎng)發(fā)起。目前普遍存在對(duì)可穿戴計(jì)算認(rèn)識(shí)不到位的情況，對(duì)其定位和實(shí)際意義認(rèn)識(shí)不足，容易導(dǎo)致跟風(fēng)研究的情況?？纱┐饔?jì)算的發(fā)展同計(jì)算的發(fā)展息息相關(guān)，而從人類的發(fā)展可以看到計(jì)算的發(fā)展。

　　人類發(fā)展的一個(gè)最重要的標(biāo)志性事件是人的直立。人的直立是由于使用工具，這是對(duì)人類發(fā)展最大的促進(jìn)因素。當(dāng)今時(shí)代，手機(jī)正在突破傳統(tǒng)模式向更加智能化方向發(fā)展。由于手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使人“趴”下去，而可穿戴計(jì)算使人再次“直立”。從使人第二次直立的工具的角度來認(rèn)識(shí)可穿戴計(jì)算，它就代表人類的第二次進(jìn)化。這是一個(gè)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(jìn)化？ 這就要談到人們一直擔(dān)憂的一個(gè)問題： 機(jī)器人會(huì)不會(huì)戰(zhàn)勝生物人，人工智能可能會(huì)超過人的智能嗎？ 如何認(rèn)識(shí)人類的第二次發(fā)展和可穿戴的地位？可穿戴計(jì)算定義： 可穿戴計(jì)算是“以人為本，人機(jī)合一”這一理念的必然產(chǎn)物，在這種計(jì)算模式下衍生出一類可穿戴、個(gè)性化、多樣性、新形態(tài)的個(gè)人移動(dòng)計(jì)算終端（ 智能眼鏡、目鏡、手鐲、手表、腰包、腰帶、鞋和服裝） 。可穿戴計(jì)算（ wearable compuTIng） 模式強(qiáng)調(diào)以自然的穿戴形式提供計(jì)算功能，弱化機(jī)器的概念。它首先體現(xiàn)了以人為本，即“圍著人轉(zhuǎn)”的思想； 其次是人與機(jī)器融為一體，人機(jī)合一。它同時(shí)體現(xiàn)了為人服務(wù)，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(rèn)為，可穿戴計(jì)算應(yīng)具有3種使用模式和6 個(gè)屬性定義：

　　1） 使用模式： 持續(xù)輔助（ constant assistant） ；增強(qiáng)（ augmenttaTIon） ； 介入（ mediaTIon） 。2） 屬性： 非獨(dú)占性（ unmonopolizing） ； 無束縛性（ unrestricTIve ） ； 可觀性（ observable ） ； 可控性（ controllable） ； 主動(dòng)關(guān)注（ attentive proactively） ； 表達(dá)交流能力（ communicative） 。

　　從生物人和機(jī)器人角度來劃分，可穿戴促成的是混合人（ 即人－ 機(jī)人） ?？纱┐饔?jì)算帶來了人－機(jī)關(guān)系的變革，促成了人－ 機(jī)緊密結(jié)合（ inextricably intertwined） 與協(xié)同（ synergy） 的新型關(guān)系，這是一種“人－ 機(jī)共生（ symbiosis） ”的形式，最終將向“電子人”（ cyborg，一種人機(jī)混合體） 演進(jìn)?？纱┐饔?jì)算促成的“人機(jī)協(xié)同”與“增強(qiáng)”計(jì)算模式可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶自然、持續(xù)的感知與增強(qiáng)。

　　目前人工智能領(lǐng)域的研究尚未跳出一個(gè)框架，即模仿人類大腦工作。實(shí)際上，另一類智能不一定要模仿大腦，因?yàn)槿说闹悄苁怯邢薜?，人的感知是有限的，人的體能也是有限的。如果從計(jì)算的角度來發(fā)展一種智能，那么仿人只是其中一條途徑（ 即artificial intelligence） ?？纱┐饔?jì)算技術(shù)對(duì)此的解決思路是從“模仿人類”（ simulation） 的方式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;增強(qiáng)人類”（ augmentation） 。這種“增強(qiáng)智能”（ augmented intelligence） 是人類智能和機(jī)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(jī)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(jì)算，是未來顛覆性的革新技術(shù)。

　　2 研究趨勢(shì)

　　隨著芯片和傳感器的超微型化、輕量化、廉價(jià)化，可穿戴計(jì)算的普及逐漸成為可能。移動(dòng)計(jì)算正在從口袋和手持轉(zhuǎn)向手腕、手指、頭部、腰部和腳部的穿戴，見圖2。可穿戴產(chǎn)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(chǎn)品示例

　　可穿戴計(jì)算不能稱為設(shè)備，這是倡導(dǎo)的一種觀點(diǎn)。之所以說可穿戴計(jì)算不該籠統(tǒng)稱為設(shè)備，理由大致如下：

　　1） 形態(tài)上不是設(shè)備?？纱┐鳟a(chǎn)品在形態(tài)上是普通的飾物、衣物、鞋帽，而設(shè)備通常形態(tài)較大，需要由人手動(dòng)操作。

　　2） 理念上不是設(shè)備。可穿戴追求的是設(shè)備和機(jī)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(shè)備。

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

　　4） 在英文術(shù)語中，可穿戴沒有“設(shè)備”一詞（ smart device，smart gadget，smart jewelry，smart glass， smart shoe，smart accessories） 。形態(tài)較大的可穿戴產(chǎn)品稱為device （ 小型裝備） ，但不稱為equipment（ 設(shè)備） 。