可穿戴設(shè)備技術(shù)是什么
可穿戴技術(shù)是20世紀(jì)60年代,美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室提出的創(chuàng)新技術(shù),利用該技術(shù)可以把多媒體、傳感器和無(wú)線通信等技術(shù)嵌入人們的衣著中,可支持手勢(shì)和眼動(dòng)操作等多種交互方式。
可穿戴技術(shù)的目的
通過(guò)“內(nèi)在連通性”實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)獲取、通過(guò)超快的分享內(nèi)容能力高效地保持社交聯(lián)系。擺脫傳統(tǒng)的手持設(shè)備而獲得無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)體驗(yàn)。
可穿戴健康設(shè)備是隨著可穿戴設(shè)備的產(chǎn)生發(fā)展而逐漸衍生出來(lái)的可穿戴設(shè)備的又一分支。1960年代以來(lái),可穿戴式設(shè)備逐漸興起。到了70年代,發(fā)明家Alan Lewis 打造的配有數(shù)碼相機(jī)功能的可穿戴式計(jì)算機(jī)能預(yù)測(cè)賭場(chǎng)輪盤(pán)的結(jié)果。
1977年,Smith-Kettlewell 研究所視覺(jué)科學(xué)院的C.C. Colin 為盲人做了一款背心,它把頭戴式攝像頭獲得的圖象通過(guò)背心上的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成觸覺(jué)意象,讓盲人也能“看”得見(jiàn),從廣義上來(lái)講,這可以算是世界上第一款可穿戴健康設(shè)備。
EVERY實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為,健康領(lǐng)域才是可穿戴設(shè)備應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展、最優(yōu)前途的領(lǐng)域,可穿戴健康設(shè)備本質(zhì)是對(duì)于人體健康的干預(yù)和改善??纱┐髟O(shè)備也正從“信息收集”向“直接干預(yù)”發(fā)展,可穿戴健康設(shè)備是指針對(duì)城市人群各種常見(jiàn)病。例如:隨時(shí)隨地給頸椎做個(gè)放松按摩,甚至直接干預(yù)腦電波助人睡眠。再此方面國(guó)外的melon以及國(guó)內(nèi)的every都在此方面提出了自身的創(chuàng)新產(chǎn)品。
佩戴舒適,甚至無(wú)感。想做到完全無(wú)感,對(duì)現(xiàn)在的可穿戴健康設(shè)備還是天方夜譚。但是盡量做到輕便小巧,則是所有企業(yè)的努力方向。可穿戴健康設(shè)備和專業(yè)醫(yī)療設(shè)備相比,雖然效果不及專業(yè)設(shè)備,但其優(yōu)勢(shì)就在于可以方便地、隨時(shí)隨地對(duì)身體進(jìn)行保健治療,對(duì)于預(yù)防、緩解疾病有很大優(yōu)勢(shì)。
使用過(guò)程不應(yīng)干擾正常生活。消費(fèi)者不能接受需要專門(mén)花費(fèi)時(shí)間、不斷挑戰(zhàn)自己耐心的健康設(shè)備。所以,可穿戴健康設(shè)備在設(shè)計(jì)上應(yīng)該充分考慮,不要影響使用者的正常生活、工作。
外觀應(yīng)適合使用場(chǎng)合和環(huán)境。有時(shí)候,可穿戴設(shè)備并不可能“隱形”。但是,如果這些設(shè)備的外觀足夠貼合環(huán)境,甚至足夠酷,那么用戶也不介意戴著這樣的設(shè)備招搖過(guò)市。
可穿戴技術(shù)的十大原則
1、為大家解決一個(gè)日常問(wèn)題
要想讓人穿上,可穿戴設(shè)備要解決的問(wèn)題應(yīng)該是實(shí)質(zhì)性的、經(jīng)常發(fā)生的、且可以用一句話表達(dá)清楚的。
2、要從人開(kāi)始,而不是機(jī)器
可穿戴技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)該從人類問(wèn)題開(kāi)始,然后評(píng)估若干可行的技術(shù)解決方案。不應(yīng)該從尋找位置的特定技術(shù)解決方案開(kāi)始。
3、請(qǐng)求而不是要求注意
因此你去哪里可穿戴設(shè)備都跟著你,所以它應(yīng)該尊重當(dāng)前時(shí)刻,不至于讓你分心。為此,它允許穿戴著保持注意力,在需要的時(shí)候關(guān)注到可穿戴設(shè)備提供的信息。
4、增強(qiáng)人類能力,但不要取代人類
它應(yīng)該讓穿戴著更好地消費(fèi)和體驗(yàn),但不要代替或干擾穿戴者的體驗(yàn)。
5、應(yīng)該能減少問(wèn)題而非增加麻煩
可穿戴解決方案為人們的生活解決的問(wèn)題應(yīng)該要比它帶來(lái)的問(wèn)題要多。
6、促進(jìn)連接性的深度和廣度
可穿戴技術(shù)應(yīng)該促進(jìn)廣泛的平臺(tái)網(wǎng)絡(luò),不僅相互間可以通訊,而非還能讓它們之上更廣泛的系統(tǒng)和平臺(tái)實(shí)現(xiàn)相互對(duì)接。
7、為軟件服務(wù)
如果可穿戴技術(shù)同時(shí)支持軟硬件的話,伸縮性和靈活性更容易實(shí)現(xiàn)。隨著穿戴著的需求調(diào)整或環(huán)境改變,硬件可保持不變而軟件平臺(tái)卻可以快速演進(jìn)。
8、少而廣
可穿戴硬件應(yīng)該努力減少足跡,而可穿戴軟件平臺(tái)要不斷擴(kuò)張。這樣可以通過(guò)廣闊的應(yīng)用世界來(lái)實(shí)現(xiàn)可穿戴技術(shù)的影響和功用的最大化。
9、利用現(xiàn)有行為
可穿戴技術(shù)應(yīng)該讓人對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一種屬于自己的自然延伸的感覺(jué)。不應(yīng)需要人去適應(yīng)或強(qiáng)迫進(jìn)行新的行為。
10、豐富我們喜歡的體驗(yàn),替我們做臟累活
它應(yīng)該增強(qiáng)我們喜愛(ài)的體驗(yàn),讓那些體驗(yàn)更加豐富更佳難忘,同時(shí)利用自動(dòng)化來(lái)為我們創(chuàng)造更多的時(shí)間去做自己熱愛(ài)的事情。
可穿戴設(shè)備涉及哪些技術(shù)
一、可穿戴設(shè)備的無(wú)線傳輸技術(shù)
Wi-Fi是如今的智能設(shè)備中使用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù),有良好的發(fā)展前景。Wi-Fi使用的協(xié)議已經(jīng)發(fā)展到802.11ac,理論上的傳輸速度最高可達(dá)到1Gbps。
專家預(yù)計(jì),到2017年可穿戴設(shè)備的銷售量將接近7000萬(wàn)臺(tái)。然而,隨著硬件水平的不斷進(jìn)步,可穿戴設(shè)備的外觀更加簡(jiǎn)潔、輕便,處理芯片也逐漸朝高性能低功耗的趨勢(shì)發(fā)展。在這種情況下,移動(dòng)智能設(shè)備已然成為連接一切的樞紐。因此,將可穿戴設(shè)備連接到功能強(qiáng)大的智能手機(jī)或平板電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和云端共享變得尤為重要。
藍(lán)牙同樣也是一項(xiàng)較為普遍的無(wú)線連接技術(shù),支持短距離范圍內(nèi)的通信,其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。藍(lán)牙技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是它幾乎不占用空間,可隨意地集成到各種可穿戴設(shè)備中,卻不會(huì)對(duì)外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)造成壓力。它憑借低廉的成本和高效的傳輸能力,讓可穿戴產(chǎn)品的市場(chǎng)需求從小眾轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁?,從新潮轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)用。
除此之外,無(wú)線傳輸中還有一項(xiàng)非接觸式識(shí)別的NFC技術(shù),即近場(chǎng)通訊。NFC技術(shù)相對(duì)于藍(lán)牙而言操作更簡(jiǎn)易,配對(duì)效率更高。在云計(jì)算的時(shí)代,人們的日常生活、社交娛樂(lè)等所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都將通過(guò)智能手機(jī)這個(gè)媒介,而NFC便成為了一個(gè)能夠代替公交卡、銀行卡、門(mén)禁卡等感應(yīng)卡片的存在。不僅是手機(jī),現(xiàn)如今許多智能可穿戴都爭(zhēng)相融入NFC技術(shù),因?yàn)樗哂袃纱笊钍苋藗兦嗖A的實(shí)用功能——一是移動(dòng)支付,二是近距離共享數(shù)據(jù)。
總的來(lái)說(shuō),無(wú)線技術(shù)已經(jīng)在當(dāng)前的智能穿戴領(lǐng)域中占據(jù)不可或缺的地位。在未來(lái),只要在集成方面不存在沖突,那么多種無(wú)線技術(shù)也將長(zhǎng)期共存,因?yàn)槊糠N技術(shù)都有其最佳的使用場(chǎng)景。不過(guò)相對(duì)而言,藍(lán)牙Smart(4.0版本以上的低功耗藍(lán)牙技術(shù))和WiFi將在穿戴式應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)。
二、可穿戴設(shè)備的傳感技術(shù)
可穿戴設(shè)備上的數(shù)據(jù)不僅源自觸屏端或是其他輸入設(shè)備,更多的是調(diào)動(dòng)起自動(dòng)采集與監(jiān)測(cè)的功能,來(lái)獲得用戶活動(dòng)的數(shù)據(jù),以及外界環(huán)境變化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。因此,其中最核心的便是傳感技術(shù)。
就拿最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)手環(huán)來(lái)說(shuō),最初僅僅是利用加速度傳感器來(lái)計(jì)步,但是隨著各種各樣的傳感器不斷植入,它的功能也豐富了許多。
例如,GPS技術(shù)可以通過(guò)衛(wèi)星定位,記錄用戶的地理位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等等;如今,運(yùn)動(dòng)手環(huán)最大的賣點(diǎn)之一便是健康監(jiān)測(cè)功能,所以光學(xué)心率傳感器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,它可以使用LED發(fā)光照射皮膚,血液吸收光線產(chǎn)生的波動(dòng)來(lái)判斷用戶的心率水平,實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析;然而,生物電阻抗傳感器的功能則更加詳細(xì)、全面,它可通過(guò)生物自身阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)血液流動(dòng)監(jiān)測(cè),并轉(zhuǎn)化為具體的心率、呼吸率以及皮反應(yīng)指數(shù);皮電反應(yīng)傳感器是一種先進(jìn)的生物傳感器,通常裝載在一些需要檢測(cè)汗水的設(shè)備上。由于人類的皮膚是一種導(dǎo)體,當(dāng)開(kāi)始出汗時(shí),皮電反應(yīng)傳感器便開(kāi)始測(cè)算,這便能從其他的參數(shù)方面檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的情況。
顯然,有了傳感器的助力,可穿戴設(shè)備能夠進(jìn)一步了解使用者的生理機(jī)能,掌握更深層次的身體變化,并且將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)算法分析后成為真正可以引導(dǎo)健康生活的有價(jià)值的內(nèi)容。
三、可穿戴設(shè)備的七大交互技術(shù)
1、骨傳導(dǎo)交互技術(shù)
骨傳導(dǎo)交互技術(shù)主要是一種針對(duì)于聲音的交互技術(shù),將聲音信號(hào)通過(guò)振動(dòng)顱骨,不通過(guò)外耳和中耳而直接傳輸?shù)絻?nèi)耳的一種技術(shù)。骨傳導(dǎo)振動(dòng)并不直接刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng),但它激起的耳蝸內(nèi)基底膜的振動(dòng)卻和空氣傳導(dǎo)聲音的作用完全相同,只是靈敏度較低而已。
在正常情況下,聲波通過(guò)空氣傳導(dǎo)、骨傳導(dǎo)兩條路徑傳入內(nèi)耳,然后由內(nèi)耳的內(nèi)、外淋巴液產(chǎn)生振動(dòng),螺旋器完成感音過(guò)程,隨后聽(tīng)神經(jīng)產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),呈遞給聽(tīng)覺(jué)中樞,大腦皮層綜合分析后,最終“聽(tīng)到”聲音。簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō),就是我們用雙手捂住耳朵,自言自語(yǔ),無(wú)論多么小的聲音,我們都能聽(tīng)見(jiàn)自己說(shuō)什么,這就是骨傳導(dǎo)作用的結(jié)果。
骨傳導(dǎo)技術(shù)通常由兩部分構(gòu)成,一般分為骨傳導(dǎo)輸入設(shè)備和骨傳導(dǎo)輸出設(shè)備。骨傳導(dǎo)輸入設(shè)備,是指采用骨傳導(dǎo)技術(shù)接收說(shuō)話人說(shuō)話時(shí)產(chǎn)生的骨振信號(hào),并傳遞到遠(yuǎn)端或者錄音設(shè)備。骨傳導(dǎo)輸出設(shè)備,是指將傳遞來(lái)的音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為骨振信號(hào),并通過(guò)顱骨將振動(dòng)傳遞到人內(nèi)耳的設(shè)備。
目前在智能眼鏡、智能耳機(jī)等方面,骨傳導(dǎo)技術(shù)是比較普遍的交互技術(shù),包括谷歌眼鏡也是采用聲音骨傳導(dǎo)技術(shù)來(lái)構(gòu)建設(shè)備與使用者之間的聲音交互。
2、眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)
眼動(dòng)跟蹤,又稱為視線跟蹤、眼動(dòng)測(cè)量。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是一項(xiàng)科學(xué)應(yīng)用技術(shù),通常由三種追蹤方式:一是根據(jù)眼球和眼球周邊的特征變化進(jìn)行跟蹤,二是根據(jù)虹膜角度變化進(jìn)行跟蹤,三是主動(dòng)投射紅外線等光束到虹膜來(lái)提取特征。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是當(dāng)代心理學(xué)研究的重要技術(shù),已經(jīng)存在著相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)、應(yīng)用心理學(xué)、工程心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用。隨著可穿戴設(shè)備,尤其是智能眼鏡的出現(xiàn),這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用與可穿戴設(shè)備的人機(jī)交互中。
眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)的主要原理是,當(dāng)人的眼睛看向不同方向時(shí),眼部會(huì)有細(xì)微的變化,這些變化會(huì)產(chǎn)生可以提取的特征,計(jì)算機(jī)可以通過(guò)圖像捕捉或掃描提取這些特征,從而實(shí)時(shí)追蹤眼睛的變化,預(yù)測(cè)用戶的狀態(tài)和需求,并進(jìn)行響應(yīng),達(dá)到用眼睛控制設(shè)備的目的。
通常眼動(dòng)跟蹤可分為硬件檢測(cè)、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)綜合3個(gè)步驟。硬件檢測(cè)得到以圖像或電磁形式表示的眼球運(yùn)動(dòng)原始數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)被數(shù)字圖像處理等方法提取為坐標(biāo)形式表示的眼動(dòng)數(shù)據(jù)值,該值在數(shù)據(jù)綜合階段同眼球運(yùn)動(dòng)先驗(yàn)?zāi)P?、用戶界面屬性、頭動(dòng)跟蹤數(shù)據(jù)、用戶指點(diǎn)操作信息等一起被綜合實(shí)現(xiàn)視線眼動(dòng)跟蹤功能。
3、AR/MR交互技術(shù)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR),是指在真實(shí)環(huán)境之上提供信息性和娛樂(lè)性的覆蓋,如將圖形、文字、聲音及超文本等疊加于真實(shí)環(huán)境之上,提供附加信息,從而實(shí)現(xiàn)提醒、提示、標(biāo)記、注釋及解釋等輔助功能,是虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境的結(jié)合。介入現(xiàn)實(shí)(MR),則是計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的景象處理后的產(chǎn)物。
AR/MR技術(shù)可以為可穿戴設(shè)備設(shè)備提供新的應(yīng)用方式,主要是在人機(jī)之間構(gòu)建了一種新的虛擬屏幕,并借助于虛擬屏幕實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的交互。這是目前智能眼鏡、沉浸式設(shè)備、體感游戲等方面應(yīng)用比較廣泛的交互技術(shù)之一。
4、語(yǔ)音交互技術(shù)
語(yǔ)音交互可以說(shuō)是可穿戴設(shè)備時(shí)代人機(jī)交互之間最直接,也是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的交互技術(shù)之一。尤其是可穿戴設(shè)備的出現(xiàn),以及相關(guān)語(yǔ)音識(shí)別與大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸成熟,給語(yǔ)音交互帶來(lái)全新的契機(jī)。新一代語(yǔ)音交互的崛起,并不是識(shí)別技術(shù)上取得了多大的突破,而關(guān)鍵是將語(yǔ)音與智能終端以及云端后臺(tái)進(jìn)行了恰到好處的整合,讓人類的語(yǔ)音借助于數(shù)據(jù)化的方式與程序世界實(shí)現(xiàn)交流,并達(dá)到控制、理解用戶意圖的目的。前端使用語(yǔ)音技術(shù),重點(diǎn)在后臺(tái)集成了網(wǎng)頁(yè)搜索、知識(shí)計(jì)算、資料庫(kù)、問(wèn)答推薦等各種技術(shù),彌補(bǔ)了過(guò)去語(yǔ)音技術(shù)單純依賴前端命令的局限性。
語(yǔ)音交互技術(shù)的應(yīng)用分為兩個(gè)發(fā)展方向:一個(gè)方向是大詞匯量連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng),主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的聽(tīng)寫(xiě)機(jī);另一個(gè)重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語(yǔ)音產(chǎn)品的應(yīng)用,如無(wú)線手機(jī)上的撥號(hào)、智能玩具等。當(dāng)然,目前還沒(méi)有充分普及的關(guān)鍵因素是語(yǔ)音識(shí)別的排干擾能力還有待加強(qiáng),多語(yǔ)境下的識(shí)別還有待完善。
5、體感交互技術(shù)
體感交互技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)識(shí)別人的肢體語(yǔ)言,并轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可理解的操作命令來(lái)操作設(shè)備。體感交互是繼鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和觸屏之后新的人機(jī)交互方式,也可以說(shuō)是可穿戴設(shè)備趨勢(shì)下帶動(dòng)起來(lái)的一種人機(jī)交互技術(shù)。
肢體,包括手勢(shì)交流是人的本能,在學(xué)會(huì)語(yǔ)言和文字之前,已經(jīng)能用肢體語(yǔ)言與人交流。其實(shí)手勢(shì)交互技術(shù)的存在已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,在過(guò)去30年,研究人員一直在研究基于肢體語(yǔ)言的交互系統(tǒng)。因?yàn)橹w語(yǔ)言在日常生活中最為頻繁,便于識(shí)別。只是之前所有基于肢體語(yǔ)言的研究主要以手勢(shì)識(shí)別為主,而對(duì)身體姿勢(shì)和頭部姿勢(shì)語(yǔ)言較少。隨著可穿戴設(shè)備,尤其是智能服飾產(chǎn)業(yè)以及體感交互優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以說(shuō)體感交互將成為可穿戴設(shè)備不可或缺的人機(jī)交互技術(shù)。
其中尤其以手勢(shì)交互最具代表性,手勢(shì)識(shí)別是利用各類傳感器對(duì)手部/手持工具的形態(tài)、位移等進(jìn)行持續(xù)采集,每隔一段時(shí)間完成一次建模,形成一個(gè)模型信息的序列幀,再將這些信息序列轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的指令,用來(lái)控制實(shí)現(xiàn)某些操作。隨著各項(xiàng)技術(shù)的成熟和傳感器的發(fā)展,手勢(shì)識(shí)別已經(jīng)進(jìn)入可用性階段,各類產(chǎn)品和解決方案也開(kāi)始涌現(xiàn)。
6、觸覺(jué)交互技術(shù)
觸覺(jué)交互是目前可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機(jī)交互技術(shù),對(duì)人機(jī)之間的信息交流和溝通方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。觸覺(jué)可謂是人體一切的感覺(jué)之母,是人類與外界交流,并感受外界的重要通道之一。軟硬、冷暖、粗細(xì),以及物體形狀等信息,都可以在觸摸中感知,人類更復(fù)雜的情感交流也可以通過(guò)觸摸實(shí)現(xiàn)。觸覺(jué)交互研究如何利用觸覺(jué)信息增強(qiáng)人與計(jì)算機(jī)和機(jī)器人的交流,其領(lǐng)域包括手術(shù)模擬訓(xùn)練、娛樂(lè)、機(jī)器人遙控操作、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等。觸覺(jué)交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應(yīng)用探索,將會(huì)是未來(lái)人類在虛擬現(xiàn)實(shí)中“真實(shí)”的感知外界的一種關(guān)鍵交互技術(shù)。
7、腦波交互技術(shù)
腦波交互也可以理解為意識(shí)控制技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)在目前已經(jīng)有了一定的探索,但還沒(méi)有得到比較廣泛的應(yīng)用??梢哉f(shuō)腦波交互技術(shù)將會(huì)是可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的終極交互方式,不僅構(gòu)建了人與設(shè)備之間,同時(shí)也是構(gòu)建人與人之間的一種新的溝通方式。未來(lái),我們借助于腦波交互技術(shù),人與人之間將會(huì)達(dá)成充分的“默契”。同樣,人與設(shè)備之間也將構(gòu)建出一種新的人機(jī)交互方式,這種交互方式可以說(shuō)是可穿戴時(shí)代的終極交互方式。
評(píng)論
查看更多