ZD小课堂！考研热点专题知识｜可穿戴技术

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什么是“可穿戴”？

可穿戴技术，是指可以被用户穿戴在身上或集成到衣物中的电子设备技术；可穿戴计算，是指发明、设计、打造或使用微型人体计算和传感设备的研究或实践。可穿戴应用设备则通常设计得小巧轻便，能够与用户的日常生活紧密结合，提供各种功能和服务。

可穿戴设备不仅仅是时尚的配饰，更是我们与数字世界互动的桥梁。提起可穿戴设备，许多人第一时间想到的都会是智能手表这类生活中最常见的智能产品。实际上，可穿戴技术的产品种类繁多，应用更加广泛——这些设备可以穿在衣服下面、外面或里面，甚至可以是衣服本身：即“智能服装”。

可穿戴技术的发展趋势之一，包括开发以人类健康为主要目的的设计。例如为脊柱畸形患者设计的功能性服装、鞋类的人体工学设计等，以及身体测量和姿势矫正的创新方案。

:: 02可穿戴设备的扩展

可穿戴设备的应用正在快速扩展，覆盖了从助视器到个人安全设备等多个领域。对于盲人或视力受损者，可穿戴计算设备（例如智能眼镜或视觉增强工具）能够帮助他们更好地感知周围环境。对于有特殊需求的用户，某些设备还可作为记忆辅助工具。以MindMesh为例，这是一款基于脑电图技术的“思维帽”，用户可以通过它将外部设备与大脑相连。盲人用户可以通过插入相机设备，将其作为“眼睛”使用，从而获得视觉感知的替代方案，阿尔茨海默病患者也可以利用其获得某种形式的自动联想记忆。

MindMesh，一种基于 EEG（脑电图）的思维帽

此外，体载计算并不仅仅服务于特定群体，而是为所有人设计的技术，无论年龄、性别或身体状况如何，这些设备都能够帮助用户提升生活质量。其应用形式包括导航功能和个人安全设备（PSD），例如智能手机如今已经成为许多人生活中不可或缺的一部分，帮助他们在迷路时找到正确的方向，或在遇到危险时发出紧急警报，确保用户的安全。

体载计算，或称为便携式计算（body-borne computing），指的是能够由用户随身携带的计算设备，包括笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。这些设备不仅为日常生活中的便捷操作提供支持，还能在危险时刻起到重要的安全保护作用。

未来的智能设备将更加智能化，例如下一代智能手机将具备始终保持警觉的功能——摄像头可以实时感知用户周围的环境，从而在用户迷路时帮助其记住位置信息。类似于飞机上的“黑匣子”，这些设备在设计上能够承受极端条件，如强烈的冲击、高温、水下压力等，在紧急情况下确保数据的安全性和完整性，这使得设备能够在危险情况下自动记录用户的生理状态和环境状况，并及时通知其他人。

再例如，设想一个简单的心脏监测器，它可以连续记录心电图（ECG）数据和环境视频，帮助医生将心律失常或其他健康问题与可能的环境压力因素联系起来。当问题首次出现时，医生能够看到当时患者所处的具体环境，为诊断提供更全面的参考。这些技术的结合，正推动体载计算从单一功能向多功能、全方位的安全与健康保障工具发展，给我们的生活带来越来越多样的体验。

:: 03人文智能与可穿戴计算机

可穿戴计算机和便携式计算机（例如智能手机、笔记本电脑）之间的一个重要区别体现在 人文智能 方面。可穿戴计算的目标是将 计算机定位或置于特定环境中，使人与计算机密不可分地交织在一起，从而实现 人文智能——将人类置于计算过程的反馈回路中产生的智能。比如：

★对于便携式计算机，则通常需要用户有意识地启动设备来进行交互。

★而对于可穿戴计算机，人机之间会产生持续不断的互动，用户无需开启设备即可与其互动（即“意外发现”）。

人与计算机之间密不可分，这种 持续性的互动是人文智能的一个重要特征。比如可穿戴人脸识别器，它通过电子眼镜“看到”佩戴者所看到的一切，从而实现偶然的交互。

人文智能的另一个特点是 能够同时处理多项任务。人们无需停下手头的工作来使用可穿戴计算机，因为它始终在后台运行，从而增强或协调人类的互动。可穿戴计算机可以像假肢一样与用户结合，从而成为用户思想和身体的真正延伸。

从这个意义上来说，可穿戴计算可以被定义为人文智能的体现或尝试，这一定义也允许了将部分或全部技术植入体内的可能性，从而 将“可穿戴计算”拓展为“Bearable Computing”（即“可被长时间舒适地穿戴的计算技术”。主打轻便，用户能长时间使用，而不造成负担。可称为“体载计算”）。

在人机交互 (HCI) 领域，人们通常将人与计算机视为 独立的实体。术语“人机交互”通过将人与计算机视为交互的不同实体来强调这种独立性。然而，人文智能理论并不将佩戴者和计算机及其相关的输入和输出设施视为独立的实体，而是将计算机视为第二大脑，将其感官模式视为附加感官，其中合成联觉与佩戴者的感官融合在一起。在这种情况下，可穿戴计算被称为 “第六感”。

当可穿戴计算机的运作成功体现人文智能时，计算机将人类的思想和身体作为其外围设备之一，就像人类将计算机作为外围设备一样，这种 互惠关系 是人文智能的核心。

**可穿戴计算的应用-增强现实**

增强现实通常是指通过在现实世界的环境中，以增强某一信息为目的，在设备中额外添加一些显示内容。因此，“增强现实”可以说是对现实世界的环境视图，其中重要的元素通过计算机生成的感官输入（如声音、视频、图形或 GPS 数据）进行增强。

一个例子是Magic Leap，它的技术通过提供沉浸式和互动式的学习体验，可应用于提高学生的参与度和学习效果。通过将虚拟信息叠加到真实世界中，它能够创造出一种新的学习环境，让学生以更直观和互动的方式理解和掌握知识。

Magic Leap的使用场景

**可穿戴计算的应用-减弱现实**

与增强现实相对的是减弱现实。在某些情况下，移除或减少杂乱是适当的。通过简化视觉输入来帮助视障人士。

例如，电动眼镜 (www.eyetap.org) 可以通过简化视觉输入来帮助视障人士，而不是复杂化。为此，减弱现实的应用之一即是将视觉现实重新加工、绘制为高对比度的卡通视觉效果，令线条和边缘更加粗犷、清晰，使视障人士能够更清晰地看到世界。

经过高对比度处理后的图像

**可穿戴计算的应用-媒介现实**

另一个具体的例子是媒介现实。虽然上面显示的增强现实系统只能增加“现实”，但媒介现实系统可以增强、故意削弱或以其他方式增强或修改视觉现实，超越增强现实所能达到的范围。因此， 媒介现实是增强现实的真正超集。 这种技术可以让我们根据不同的任务或主题，重新配置我们的视觉。

媒介现实是指通过设备来增强、故意减弱或更广泛地改变感官输入，从而人工修改人类感知的一般框架。简单的例子仍然是电动眼镜 (www.eyetap.org)，这些电子眼镜还允许佩戴者将他们的视觉重新配置为不同的光谱带。

例如，红外眼镜让我们看到人们最近在地面上站过的地方（地面仍然很热）或停车场里最近有哪些汽车驶来（因为发动机仍然很热）。通过观察建筑物热量从哪里泄漏出去，人们可以看到建筑物的隔热效果如何。

电子眼镜可以让我们在实际修理屋顶的同时看到不同的光谱带，从而形成封闭的反馈视角

:: 04作品主题拓展

《Office Twisters》是一款充气式可穿戴设备。该设计为采用TPU（称热塑性聚氨酯橡胶）材质，使用金属按扣自由调节并固定形状。使用前需自行设置理想形状，充气膨胀后使用。

该设计是作者对工业时代背景下，人性的压抑和行为被束缚、工作时间被大幅延长、个人因使用相同尺寸的产品而感到不适的角度思考。拥有一种以无序、柔软、有机形式和无限灵活性为特征的体验，再次与他们的原始本能和内在的欲望建立深刻的联系，从而将自己从弥漫在办公环境中的极端秩序、僵化、尖锐和单调的桎梏中解放出来旨在缓解办公室人群久坐的脊椎压力。