一。 概述
可穿戴核算技能是一种将核算机“穿戴”在人体上进行各种运用的国际性前沿核算机技能，是智能环境的一个首要研讨课题。
普适核算之父马克·维瑟（Mark Weiser）对智能环境是这样描绘的：“这是一个由传感器、驱动器、显现器和核算机元素组成的物理国际，这些元素无缝嵌入到咱们日子中的物件中，经过不间断的网络衔接在一起”。智能环境为人们供给了一个风趣的数字国际，不断作业的各种智能设备使咱们的日子变得愈加舒适和便当。
可穿戴核算技能（Wearable Computing），现在国际上尚无较清晰和齐备的界说，国际上公认的可穿戴核算技能的先驱者，加拿大的斯蒂夫·曼恩（Steve Mann）教授以为可穿戴核算机体系具有这样的特征：“归于用户的个人空间，由穿戴者操控，一起具有操作和互动的继续性”。正如人类将核算机作为外部设备运用相同，在一个可穿戴核算机体系中，核算机可以将人类的脑筋和身体变成它的一个外部设备。一起，可穿戴核算机和人类之间的互动是继续性的，更重要的是，为了满意用户不中止正在进行的使命，可穿戴核算机还可以进行多使命操作。假如一台核算机是“可穿戴的”，那它将随同在咱们的日常日子中随时供给协助，它就像穿衣服或其他方法的穿戴相同，尽可能的不引人注意。
二。 可穿戴核算的关键技能
可穿戴核算技能并非是简略地把核算机细小化后直接穿戴在人们身上，它需求处理许多关键性的技能才干真实开展起来，以满意人们的运用需求。
1. 片上体系（SoC）
片上体系（SoC）是一个细小型体系，假如说中央处理器（CPU）是大脑，那么SoC就是包含大脑、心脏、眼睛和手的体系。国内外学术界一般倾向将SoC 界说为将微处理器、模仿IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上。因为可穿戴核算体系在运用上便当性、舒适性的要求，决议了其处理体系应该是可定制的、
具有特定用处的细小化产品，SoC技能正是这一问题的处理方法。
2. 嵌入式操作体系技能
嵌入式体系诞生于微型核算机，是嵌入到目标体系中的专用核算机运用体系。因为可穿戴核算机体系的体积和存储空间十分有限，操作体系应尽量压缩到“专用”的程度，并进步实时性。这使得嵌入式操作体系成为必要，这类体系常常是实时的和微内核的，并具有极强的处理多外设才能。
3. 无线自组网络技能
可穿戴核算体系要随同人的活动并作为一个移动节点随时联网，多个这样的节点构成一个特别的网络，称之为自组网。在任何时刻、任何地址，不需求现有信息根底网络设施的支撑就能快速构建起一个移动通讯网络，它是一组带有无线收发设备的移动终端组成的多跳频、临时性自治体系。
4. 移动数据库技能
可穿戴核算体系需求在移动中拜访数据库，这类移动式的数据库办理技能将有别于固定的数据库办理。移动数据库具有以下特性：支撑多种衔接协议、齐备的嵌入式数据库的办理功用、支撑多种嵌入式操作体系。
5. 人机交互技能
可穿戴核算体系是一个人与核算机密不可分的集合体，因而，人机交互技能是可穿戴核算机体系中的关键技能，它处理了人与核算机之间的交互问题，人经过这种交互进步了对环境感知的才能。
6. 无线衔接技能
可以想像，当多达十几个模块一起散布于人体之上，它们之间的衔接线缆将是十分沉重的担负，也是一个不可靠的要素。而选用蓝牙等近距离无线通讯方法代替这些衔接线缆，将彻底处理以上问题。
7. 高效能源技能
鉴于可穿戴核算体系的长效性要求，需求一种可长时刻、继续、安稳的供电形式确保可穿戴核算机的有用运转，例如将人体的运动能量（行走时足底的能量、惯性能量、人体其他行为发生的能量）、热能和化学能转化为电能方法。
三。 可穿戴核算技能的运用
1. 首要研讨机构
全国际许多闻名大学实验室现已对可穿戴核算技能做了很长时刻的研讨，他们大都的研讨范畴是健康关心、监控体系和助理体系。与此一起，许多大型公司如IBM、谷歌、诺基亚等也对这个范畴抱有极大爱好，在可穿戴核算技能研讨范畴做出了杰出贡献。
1） ACT实验室：ACTLab（举动与环境辨认技能研讨小组）是欧洲抢先的研讨实验室之一，专心于普适核算、可穿戴核算和移动技能，隶归于荷兰埃因霍温科技大学电气工程学院。ACTLab运用多形式普适传感器技能经过对活动和环境的辨认来解说人类行为，他们的研讨重点是信号处理、形式辨认和机器学习技能。
2） 麻省理工学院（MIT）媒体实验室：该实验室为可穿戴核算技能的研讨作出了严重贡献，他们致力于研制最新的核算机科技，专心于创造而非将科技产品化。媒体实验室第一次进入这片范畴可追溯到1993年，两名研讨人员，萨德斯。特纳（Thad Starner）和道格。普拉特（Doug Platt）用Park公司Private Eye显现器和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作业体系。
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）。现在它是一个核算机视觉和智能图画处理研讨实验室，专心于个人成像、介导实践（Mediated Reality）和可穿戴核算技能等范畴。ePI实验室的开创人和现任董事正是被誉为可穿戴核算范畴开创人的史蒂夫·曼恩（Steve Mann）教授。ePI实验室的首要研讨优势为可穿戴式核算的硬件和开源介导实践软件。
4） 谷歌X实验室：谷歌X实验室，又被简称为谷歌X，是谷歌隐秘创立的立异实验室，它坐落美国北加州湾区某处。谷歌X实验室作业列表上的“百大冲出星际方案” （100 shoot-for-the-stars）大大都尚在概念阶段，项目涉及到未来的太空电梯，无人驾驭轿车，增强实践眼镜，物联网技能。
2. 代表性项目
关于可穿戴核算技能的研讨归于现在国际上最前沿的科技创造，首要以概念性产品为主，下面扼要介绍几个现在国际上运用该技能的代表性运用项目。
1） 配有可穿戴传感器的新生儿智能监测外套是一个研讨了10年的项目，由荷兰埃因霍温科技大学和坐落荷兰费尔德霍芬的麦西玛医疗中心共同开发。与足月产儿比较早产婴儿会有更多由压力发生的神经发育问题，传统的婴儿监测体系是靠把传感器贴在婴儿软弱的皮肤上取得重要参数的，当替换传感器和很多环绕电线的时分，会让早产儿感到不适，形成皮肤影响的一起也搅扰了新生儿的睡觉；此外，将母亲和婴儿分隔也是另一个形成压力的原因。为了削减新生儿重症监护室（NICU）环境中的压力感和添加亲子接触，智能外套作为一个舒适的可穿戴式监控体系被规划出来，旨在协助早产婴儿长时刻健康的生长。智能外套就像袋鼠妈妈的育儿袋和早产儿的保温箱相同，但仅仅穿戴在早产儿的手臂上罢了。
2） 谷歌X实验室和ePI实验室是EyeTab数字眼镜相关技能的两个首要开发成员。EyeTab可以戴在眼睛前面作为相机录制现场，而且给眼睛供给一个核算机生成的图画添加在原始场景中。这个结构答使用户的眼睛操作EyeTab，它既是监视器也是一台照相机，它答应核算机处理并改动用户看见的内容。在核算机操控下，EyeTap可以添加、削减或改动用户所在环境的视觉感知，创立一个核算机介导实践（Mediated Reality）。为了尽量精准获取用户看到的内容，一个EyeTap体系选用一个分束器将相同的场景发送给双眼和照相机，照相机把反映出的画面数字化后发送到一台核算机，图画经核算机处理后经过一台投影机投射到另一边的分束器，这样经处理后的图画再反射回眼睛，然后叠加在原始场景上完结整个进程。
由谷歌X实验室开发的“拓宽实践”眼镜被命名为谷歌眼镜（Project Glass），这款高科技眼镜是可穿戴核算的第一步， 它具有智能手机的一切功用，镜片上装有一个微型显现屏，用户无需着手操作便可上网冲浪或许处理文字信息和电子邮件，一起，戴上这款谷歌眼镜后用户还可以用自己的声响操控摄影、视频通话和辨明方向等。这款奇特的眼镜实践上就是微型投影仪+摄像头+传感器+存储传输+操控设备的结合体，投影仪用以显现数据，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，而操控设备可经过语音、触控和主动三种形式操控。现在谷歌眼镜已于2012年6月在谷歌I/O开发者大会上预售。
3） 智能鞋（Smart Shoes）：2012年5月来自电信立异实验室、慕尼黑大学和多伦多大学的核算机科学家宣布了一篇关于鞋感应（ShoeSense）的研讨报告，这项研讨是为因繁忙（例如开会、跑步、驾驭等）而不方便运用移动设备的用户供给一个处理方案。鞋感应模块被装置在用户鞋面上，它运用一个深度传感器（depth sensor）相机来感应手势指令，再传送给用户的移动设备。鞋感应具有三种特定手势：三角形，三维径向（3D-Radial），手指计数（Finger-Count），三角形和手指计数选用双手手势的方法，而三维径向是单手手势的比如，这些手势均可以在不需求视觉注意力下履行。例如，用一只手握拳的手势可以发送预先安排的文本，如“我迟到了”；右手接触左肘可以接听一个电话；还有其他的手势可以操控跳到下一首音乐或转换到静音形式。智能鞋不光可以在不去伸手拿移动设备的情况下快速履行频频操作而不影响日常活动，一起还可以增强移动设备的操作性、支撑辅佐功用和艺术表达。
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构思规划机构YesYesNo以及Studio 5050协作完结。鞋子装备一块微操控器、加快计、陀螺仪、压力感应器、喇叭和蓝牙芯片。传感器可以搜集鞋子的运动信息并宣布语音谈论，一起此款智能鞋还运用蓝牙将鞋子和智能手机坚持同步，经过一些编程方法让鞋子功用愈加与众不必。和大大都粗笨不方便的可穿戴核算机比较，智能鞋因为缩小了它的传感器而更像一双一般鞋子，也让人们更愿意在日常日子中穿戴，可以说智能鞋技能大大加快了可穿戴式核算技能的开展。
四。 展望
在几十年的开展和继续研讨下，可穿戴核算技能现已被证明十分具有实践操作性。这项技能可以容纳感觉每个人，许多运用该技能的运用现已成为一些人日子的一部分，例如寻路、健康状况监测、协助回忆和实践调整，可以说，可穿戴核算技能体现出了其十分严重的含义和对整个社会的影响。
当然，在这项技能遍及之前，咱们的科学家依然需求先去除一些技能壁垒，其间一个最首要妨碍就是尺度和外观的问题。史蒂夫·曼恩教授在80年代起就开端规划和制作可穿戴核算技能的设备，但是，他制作的第一个可穿戴核算仪器既大又不漂亮，即使是现在，大部分的可穿戴技能设备都不是真的“可穿戴”。另一个重要问题是不间断运转这些设备就很天然地带来了能源供给的问题，这些设备应该是电池供电仍是无电池供电体系的呢？假如这是一个无电池供给体系的设备，那么何种能源供给技能可以被运用其间？
无论如何，可穿戴核算技能在人们需求信息辅佐的任何范畴，都有着重要的运用价值和宽广的运用远景。从商业意图到科学意图，数以百计的相关研讨正在进行中，例如许多特定的用于协助残疾人和搀扶老年人的可穿戴核算运用程序在稳步开展中。这项技能现已为人们带来许多便当，跟着相关技能的进一步老练，本钱的下降，可穿戴核算体系将呈现旺盛的市场需求，这项技能在未来将会招引大众更多的重视并招引更多的研讨团队进入。或许在不久的将来，一切人都可以穿上一双可以操控自己移动电话或其他电子设备的鞋子；失明人士只需戴上一副特制的眼镜就可以重见光明；患有阿茲海默症（老年期发呆的一种类型）的人们可以记住和认出亲人的姓名和面孔。
