可穿戴计算机35

可穿戴计算机应用智能可穿戴设备可穿戴计算机应用•1、可穿戴计算机的出现•2、概述•3、智能可穿戴设备•4、可穿戴计算机应用在计算机的发展的过程中人们追求的是能更方便、更快捷的使用计算机，这就促使在设计计算机时要充分体现“以人为本”的观念，同时伴随着计算机硬件技术的发展，各种高集成、超微型的元器件的产生为便携式应用打下了坚实的基础。在这种条件下产生了各种各样的便携式系统，如笔记本电脑、膝上电脑、掌上电脑。但是，人们并不满足于将移动电话和电脑放在口袋和小皮包里面，而是希望计算机能像衣服一样“穿戴”在身上，并能在任何条件下使用它，甚至能够象人的助理一样为人们自动、主动地提供计算服务。“可穿戴计算机”正是为实现这一目标而诞生的新型个人移动计算系统，它的出现给计算机和人之间的交互关系带来了一场革命。可穿的计算机的出现一.概述可穿戴计算技术是一种将计算机“穿戴”在人体上进行各种应用的国际性前沿计算机技术，是智能环境的一个主要研究课题。•普适计算之父马克·维瑟（MarkWeiser）对智能环境是这样描述的：“这是一个由传感器、驱动器、显示器和计算机元素组成的物理世界，这些元素无缝嵌入到我们生活中的物件中，通过不间断的网络连接在一起”。智能环境为人们提供了一个有趣的数字世界，不停运转的各种智能设备使我们的生活变得更加舒适和便利。可穿戴计算技术（WearableComputing），目前国际上尚无较明确和完备的定义，国际上公认的可穿戴计算技术的先驱者，加拿大的斯蒂夫·曼恩（SteveMann）教授认为可穿戴计算机系统具有这样的特征：“属于用户的个人空间，由穿戴者控制，同时具有操作和互动的持续性”。正如人类将计算机作为外部设备使用一样，在一个可穿戴计算机系统中，计算机可以将人类的头脑和身体变成它的一个外部设备。同时，可穿戴计算机和人类之间的互动是持续性的，更重要的是，为了满足用户不中断正在进行的任务，可穿戴计算机还能够进行多任务操作。如果一台计算机是“可穿戴的”，那它将伴随在我们的日常生活中随时提供帮助，它就像穿衣服或其他形式的穿戴一样，尽可能的不引人注目。•可穿戴计算机对人们来说其实并不陌生。杨孝宗教授说，从宽泛的概念来看，近年来为人们所熟悉的U盘、PDA、MP3和手机都是可穿戴计算机的一种。它们实现了可穿戴机的部分功能，U盘类似于可穿戴机的CF机存储器；PDA就是一个小的掌上电脑；而MP3已经具备了处理器与存储器，手机也是一个有处理能力的随身佩戴的计算机。智能可穿戴设备•什么是智能可穿戴式设备？•缩小版的电子设备，被使用者戴在身上，放在衣服里，或者戴在衣服上。•智能可穿戴式设备有哪些特征？1.操作时人可自由移动2.无需用手进行操作3.有传感器4.易引起人注意5.永不掉线腕表Girard-Perregaux•第一台智能可穿戴式设备用于赌博轮盘作弊过去（2002年之前）•Xybernaut,ViA•1998SeikoReputer•2002FossilWristPDAHitachiPomaZYPADPanasonic过去（2002年之前）腕表形式的触摸屏可穿戴式设备。带GPS,WiFi,蓝牙，并可运行一系列的定制程序ZYPAD东芝CPUUSB接口32MRAM32MROM鼠标、可充电电池上网（电影，音乐，游戏）WindowsCEXybernaut•可独立运行的智能可穿戴式设备•作为电子配件存在的智能可穿戴式设备现在（2002-2012）Nike+FuelbandPebbleAndroidSmartwatch•I’mWatch可独立运行的智能可穿戴式设备通过蓝牙装置和iPhone以及Android设备实现同步手机中更新的内容将直接传输到“I’mwatch”屏幕还可以收发短信，看照片可以通过内置扬声器打电话。240像素屏幕,1.5英寸内置手机系统则配有4GB的ROM及64MBRAM•Nike+andiPodNano作为电子配件的智能可穿戴式设备带传感器的Nike+运动鞋能对接iPod的无线接收器iPod记录佩戴者的跑步和锻炼体验可穿戴iPhone5•SonyandFitbit作为电子配件的智能可穿戴式设备可以接收从手机发送过来的任何数据，包括Facebook和Twitter的信息流更新能远程控制移动音频播放器软件能运行各种功能的应用程序，比如控制手机的摄像头软件，调整图片显示方式等等电池续航能力强大作为电子配件的智能可穿戴式设备•SonyandFitbit•可以记录运行的步数、热量消耗、运行距离、消耗时间等数据•提升用户的睡眠质量。•Flex支持静音震动闹铃功能，非常人性化。•支持iPhone、iPodtouch或iPad，能通过蓝牙4.0与iOS设备同步•内置的电池可以持续使用7天•GoogleGlass未来（2013-）1.GoogleCalendar查询并增加日程；2.GoogleMaps指路；3.Google+进行好友互动；4.GoogleNow查询时间，查询天气；5.Google+信息流发送和接收；6.拍照和摄影；7.Google+Hangouts视频聊天；8.音乐播放；9.Google搜索；10.GoogleLatitude位置签到等。未来（2013-）•AppleandSamsung未来（2013-）咕咚手环果壳智能手表•前景巨大数据显示，全球市场2011年共卖出1400万件高科技穿戴式设备；估计到2016年这个市场将会膨胀到最少60亿美元营收。Juniper研究机构预测，2017年将会卖出将近7000万件智能穿戴式装备。未来（2013-）二.可穿戴计算机的关键技术1.片上系统（SoC）•2.嵌入式操作系统技术•3.无线自组网络技术•4.移动数据库技术•5.人机交互技术•6.无线连接技术•7.高效能源技术1.1可穿戴计算机的操作模式可穿戴计算的新型人机交互具有以下三种操作模式。（1）持续可穿戴计算机总是处在工作、待用和可存取状态，从而提供了人机之间的“持续”界面。就此而，这个新的计算框架不同于手持装置、便携式电脑和PDA。（2）增强传统计算模式基于这样一个概念，“计算”是主要任务，但是可穿戴计算的基本概念不是以“计算”为主要任务，可穿戴计算假定，在“计算”的同时，用户正在做其他的事情。因此，可穿戴计算应该主动提服务，应该用于增强人的智能或增强人的感知能力。•（3）介入可穿戴计算机将把人“包裹”住（这不是指衣物的包裹，而是一种信息空间的“包裹”），这种“包裹”不必是完全包裹，但这种“包裹”在概念上比传统计算的“包裹”程度要强的多。能起到信息滤波器的功能，滤掉不需要的信息，或者允许以适度的方式调整我们对现实世界的感受。它允许我们遮住和修饰离开我们的被“包裹”空间的信息（就像衣物可防止别人看到我们的身体一样）。1.2可穿戴计算机的属性•1.2可穿戴计算机的属性•（1）非限制性可穿戴计算可在走动、移动和漫游中使用，在使用的同时，还可以做其他事情，用户不受限制。•（2）非独占性不像虚拟现实技术一样，可穿戴计算不会阻断外•部世界，当你使用可穿戴计算的时候，也可关注其他事情。可穿戴计•算基于这样一个设想，“计算”是第二位的行为，不是所要关注的主要•任务。事实上，理想地，可穿戴计算提供增强的感知能力。但是，它•也可以介入（增强，调整，或故意削弱）感知能力。•（3）可观性如果用户愿意，它可以连续的受你关注。在合理的限制下，输出媒体可持续的被穿戴者感受。•（4）可控性你可以在任何时刻控制可穿戴计算，甚至在自动操作的过程中，你可人为的断开控制回路，并介入到回路中。•（5）感知性可穿戴计算具有环境感知能力，多模态和多感知。•（6）交流性可穿戴计算可以作为穿戴者之间的交流媒体。二、可穿戴计算机硬件发展现状•从硬件的组成形态划分，当前可穿戴计算机可分为集中式（主机）可穿戴计算机和分布式（主机）可穿戴计算机。集中式是指除了必须分离的部件（如HMD、键盘、鼠标、电池等）之外，具有较高可压缩性的部件（如CPU、Memory、Chipset、GPS、无线通信等）都最大程度的集中起来置于一个机壳内，形成一个微型、紧凑的计算机主机系统；而分布式可穿戴计算机则将各种部件较合理的分布于人体的各个部位，通过身体总线和身体网络连接而构成计算机系统。目前国际上这两种比较典型的代表是美国Via公司的ViaIIPC和美国MIT的MIThril。三.可穿戴计算技术的应用•三.可穿戴计算技术的应用•1.主要研究机构•全世界许多著名大学实验室已经对可穿戴计算技术做了很长时间的•研究，他们多数的研究领域是健康关怀、监控系统和助理系统。与此•同时，许多大型公司如IBM、谷歌、诺基亚等也对这个领域抱有极大•兴趣，在可穿戴计算技术研究领域做出了杰出贡献。••1）ACT实验室：ACTLab（行动与环境识别技术研究小组）是欧洲领先的研究实验室之一，专注于普适计算、可穿戴计算和移动技术，•隶属于荷兰埃因霍温科技大学电气工程学院。ACTLab利用多模式普•适传感器技术通过对活动和环境的识别来解释人类行为，他们的研究•重点是信号处理、模式识别和机器学习技术。••2）麻省理工学院（MIT）媒体实验室：该实验室为可穿戴计算技术的研究作出了重大贡献，他们致力于研发最新的计算机科技，专注于发明而非将科技产品化。媒体实验室第一次涉足这片领域可追溯到1993年，两名研究人员，萨德斯.特纳（ThadStarner）和道格.普拉特（DougPlatt）用Park公司PrivateEye显示器和Handykey公司的和旋键盘的部分部件，制作出了特纳的第一版智能工作系统。•3）多伦多大学ePI实验室：ePI实验室的前身是成立于1998年的多伦多大学人文智能实验室（HI实验室）。现在它是一个计算机视觉和智能图像处理研究实验室，专注于个人成像、介导现实（MediatedReality）和可穿戴计算技术等领域。ePI实验室的创始人和现任董事正是被誉为可穿戴计算领域创始人的史蒂夫·曼恩（SteveMann）教授。ePI实验室的主要研究优势为可穿戴式计算的硬件和开源介导现实软件。••4）谷歌X实验室：谷歌X实验室，又被简称为谷歌X，是谷歌秘密创立的创新实验室，它位于美国北加州湾区某处。谷歌X实验室工作列表上的“百大冲出星际计划”（100shoot-for-the-stars）大多数尚在概念阶段，项目涉及到未来的太空电梯，无人驾驶汽车，增强现实眼镜，物联网技术。•1）由谷歌X实验室开发的“拓展现实”眼镜被命名为谷歌眼镜（ProjectGlass），这款高科技眼镜是可穿戴计算的第一步,它拥有•智能手机的所有功能，镜片上装有一个微型显示屏，用户无需动手操•作便可上网冲浪或者处理文字信息和电子邮件，同时，戴上这款谷歌•眼镜后用户还可以用自己的声音控制拍照、视频通话和辨明方向等。•这款神奇的眼镜实际上就是微型投影仪+摄像头+传感器+存储传输+操•控设备的结合体，投影仪用以显示数据，摄像头用来拾取视频画面，•存储传输模块用于存储与输出数据，而操控设备可通过语音、触控和•自动三种模式控制。目前谷歌眼镜已于2012年6月在谷歌I/O开发者大•会上预售。••2）谷歌公司于2013年美国德州奥斯汀的SXSW大会上推出了“会说话•的概念鞋”，这款智能鞋由谷歌和创意设计机构YesYesNo以及•Studio5050合作完成。鞋子配备一块微控制器、加速计、陀螺仪、•压力感应器、喇叭和蓝牙芯片。传感器可以收集鞋子的运动信息并发•出语音评论，同时此款智能鞋还利用蓝牙将鞋子和智能手机保持同步，•通过一些编程方式让鞋子功能更加与众不用。和大多数笨重不方便的•可穿戴计算机相比，智能鞋由于缩小了它的传感器而更像一双普通鞋•子，也让人们更愿意在日常生活中穿戴，可以说智能鞋技术大大加快•了可穿戴式计算技术的发展。•谷歌发明的会说话的智能鞋四.展望•在几十年的发展和持续研究下，可穿戴计算技术已经被证明非常具有实际操作性。这项技术可以包容感觉每个人，许多使用该技术的应用已经成为一些人生活的一部分，例如寻路、健康状况监测、帮助记忆和现实调整