未来智库 > 可穿戴论文 > 【可穿戴计算机发展动态】
    关键词 可穿戴计算机;计算机;PAD
    中图分类号 TP38 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)16-0119-02
    随着半导体技术、计算机技术、通信技术以及其它各种相关技术的发展,计算设备在使用场所、使用方式、外部形态等方面发生了巨大的改变。从拥有大型计算机的计算中心到办公室,从办公室到家庭再到现在人们可随时随地使用便携移动计算设备(掌上电脑、智能手机等);从大型机、小型机到PC机、笔记本电脑再到PDA(Personal Digital Assistant)、智能手机、可穿戴计算机,计算机在各个方面都在飞快的进步。可以看出,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。
    1 可穿戴计算机
    可穿戴计算机就是能像衣服一样“穿戴”在身上,并能在任何条件下使用它,甚至能够像人的助理一样为人们自动、主动地提供计算服务。可穿戴计算机是新一代个人移动计算系统和数字化产品,携带和使用更加自然,特别适合室外和机动场合下应用,具有许多独特功能。从广义角度上说,近年来为人们所熟悉的U 盘、PDA (Personal Digital Assistant即个人数码助理,一般是指掌上电脑)、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。
    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。
    2 可穿戴计算机的发展
    “可穿戴计算机”的概念早在1955年就被Edward O.Thorp提出来了,其初衷是为了在“轮盘赌”的赌博游戏中,对现场数据实时采集并进行预测。
    1966年,他与Claude Shannon共同研制出了第一台可穿戴计算机,这是一个有4个按键的香烟盒大小的模拟机,配备了一个数据采集器。
    之后,各种形式的可穿戴计算机便不断出现,1991年,美国卡内基-梅隆大学(CMU)研制出供工程维修使用的可穿戴计算机VuMen1,它由一个微小的计算机和眼镜式显示器组成。
    1994年,Steve Mann实现了可穿戴计算机的图像实时无线上网功能。发展最为迅速的领域还属军事应用。美国国防部不断提出不同的研制计划,为其数字化部队的建设提供大量实用的军用可穿戴计算机,目前已装备了部队。近几年,科技界、企业界和应用部门似乎同时看到了它的应用前景,共同合作,使可穿戴计算技术的发展呈现出崭新的局面。
    3 世界各国在可穿戴计算机方面的应用
    3.1 日本  举办旨在探求可穿戴计算机前景的“媒体服装时尚展”
    日经BP消息,日本一家研究媒体时尚服装趋势的自发团体Cube-F于2003年12月1日在东京Spiral展厅举办了旨在探求可穿戴计算机前景的“媒体服装时尚展2003”。此次服装时尚展上,作为嵌入服装的超小型显示元件,采用了先锋的有机EL(电致发光)面板和凸版印刷的电子纸张。“媒体服装时尚展2003”协调人、东京大学尖端科学技术研究中心教授广濑通孝介绍展会主题时表示:“在可穿戴计算机由产业用途向家庭用途及个人用途发展的过程中,作为具有非纯粹功能性的时尚特性的自通信工具,其意义将越来越重要”。
    3.2 韩国可穿戴计算机时装秀
    2006年11月韩国介绍装有计算机的未来服装的“可穿戴计算机时装秀”16日在韩国国际会场(KINTEX)举行。韩国《东亚日报》称,在此次时装秀上,主要介绍了把手势转变成文字命令的未来军装、使用小型显示屏的服装、机器宠物等。
    3.3 美国人机合一的无敌勇士――陆地勇士
    美国国防部的“陆地勇士”概念最早在1991年正式提出,最初主要承包商是雷声系统公司,分包商包括摩托罗拉公司、汉尼卫尔公司、奥米伽公司、GENTEX公司和Battelle公司。计划最初预计在2001~2014 年之间花费20亿美元,装备45 000 套,期望于2016年形成战斗力。在1996财政年度计划中,全部系统成本被估计大约7万亿美元。该项目旨在形成这样一种战斗力量:将小型武器与高科技设备紧密集成,能够大赢21世纪地面战争的军事力量。
    Symbol Technologies(讯宝科技)公司2006年10月发布了可以穿戴在髋部或手腕的可穿戴电脑WT400系列。WT400拥有2.8英寸320x240屏幕,128MB内存,采用Intel PXA270 520 MHz处理器。这种电脑主要被用做仓库产品扫描器,非常坚固耐用,就算从4英寸高处跌落到水泥地面也能安然无恙。WT400重11.3盎士(320g),可在-28℃~90℃的温度范围内工作。支持802.11 a/b/g无线连接和蓝牙功能,内置64MB闪存,采用Windows CE 5.0操作系统。
    IBM可穿戴PC (2003-2)
    IBM发明出的一种可以拴在身上的个人电脑,微型显示器戴在头上,视觉效果却与普通PC屏幕相当。用于导航的控制器是手持的,酷似詹姆斯・邦德的某种新式武器。借助USB接口,使用者可以连接各种外部设备,如数字摄像机、数码相机、键盘、写字板,或连接其他无线设备。对于那些需要到处走动又不想用两只手来操作PC的用户,可穿戴PC可以帮上大忙。IBM这样的概念产品还有很多,例如,电子报纸、MetaPad、IBM车载式电脑等等,都将为我们的生活带来曾经难以想象的轻松和自在。
    美国陆军新装备――陆地勇士专属导航仪
    2007年6月经过15年的研发,美国步兵终于拿到他们每个人专属GPS定位设备。军事技术专家Noah Shachtman在他自己的博客中通报了这一消息。据介绍,美军的一个营将得到一些可穿戴式设备,这些东西整个放在一起,就是Land Warrior系统。
    雷锡恩公司外骨骼机器人
    雷锡恩公司(Raytheon/雷神)在犹他州盐湖城的研发机构正从事一项顶尖技术装置的研发,目标是为未来战场上的士兵配备一套外骨骼。其原理大致等同于一个可穿戴的机器人,能显著增强穿戴者的体能和敏捷度。该装置由一系列传感器、驱动器,和控制机构组成,使穿戴者能轻松背负一个成人或轻松举起200磅重物并重复数百次。
    3.4 中国
    可穿戴式计算机亮相济南重量不足1 500g
    2007年10月30日新华社消息,由中国电子科技大学研发的可穿戴计算机在济南举办的中国高校、科研院所科技成果和专利展示交易会上亮相。这套可穿戴计算机由便携主机、目镜显示器、多功能摄像头、单握式键盘等部分组成,总重量不超过1 500g。
    中国陆地勇士数字单兵可穿戴计算机亮相
    2008年4月1日在第六届中国国际国防电子展上,中国船舶重工集团展出国产OPIAC可穿戴计算机。OPIAC可穿戴计算机是先天加固移动信息处理与无线通信平台,包含主板模块、GPS导航定位模块、远距离无线网络通信模块等功能模块。主要用于数字化单兵系统,还可作为其它军用移动式终端控制设备。
    4 可穿戴式计算机未来发展趋势
    未来的可穿戴式计算机将会更接近目前一般的计算机,不过目前的应用还是限制在仓储管理,桥梁侦测与土地测量等领域。在可穿戴机可预见的未来里,孩子背着书包出门,父母通过孩子随身佩戴的可穿戴机看见他所处的环境,随时与他面对面通话;商店里,面对琳琅满目的商品不知所措的丈夫经由妻子的“远程”参考后买回了满意的商品;年迈的父母无法纵情山水,通过在旅游胜地的儿女的眼睛“看旅游”……虽然可穿戴机可在许多特殊任务领域得到充分利用,但人们更希望它早日进入日常生活。
    
    参考文献
    [1]王玉玺,沈为民.可穿戴计算机的研究发展现状[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2002.
    [2]陈东义,龙翔,等.COTS技术在可穿戴计算机硬件设计中的应用[J].计算机研究与发展,2003(增刊).

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