1 可穿戴計算

　　1.1 基本定義

　　關于什么是可穿戴計算和可穿戴計算機，有不少描述和定義，其中加拿大多倫多大學的Mann 博士的觀點較具有代表性，，他對可穿戴計算的認識和闡述比較深刻和全面，盡管還有一些不完善的地方需要進一步補充和改進。Mann 以三個操作模式和六個屬性給出了可穿戴計算的定義。

　　1.1.1 可穿戴計算的操作模式

　　可穿戴計算的新型人機交互具有以下三種操作模式。

　　1） 持續(xù)（Constancy） 可穿戴計算機總是處在工作、待用和可存取狀態(tài)（always on ，always ready and always accessible），從而提供了人機之間的“持續(xù)”界面（ constantuser — interface）。就此而言，這個新的計算框架不同于手持裝置、便攜式電腦和PDA （Per -sonal Digital Assistant）。

　　“always ready to interact with user”這一能力導致了一種新型的人-機協(xié)同（synergy），它通過使用者長久的適應而表現(xiàn)出來，這就如同初戴眼鏡者要有一個適應過程才能與眼鏡“協(xié)同”一樣。

　　2） 增強（Augmentation） 傳統(tǒng)計算模式基于這樣一個概念，“計算”是主要任務，但是可穿戴計算的基本概念不是以“計算”為主要任務，可穿戴計算假定，在“計算”的同時，用戶正在做其他的事情。因此，可穿戴計算應該主動提供服務，應該用于增強人的智能或增強人的感知能力。

　　3） 介入（Mediation） 可穿戴計算機將把人“包裹”?。ㄟ@不是指衣物的包裹，而是一種信息空間的“包裹”），這種“包裹”不必是完全包裹，但這種“包裹”在概念上比傳統(tǒng)計算的“包裹”程度要強的多。這種包裹包括兩個方面：

　　獨處（Solitude） 介入（Mediation）能起到信息濾波器的功能，濾掉不需要的信息，或者允許以適度的方式調(diào)整我們對現(xiàn)實世界的感受（perception）。

　　隱私（Privacy） 它允許我們遮住和修飾離開我們的被“包裹”空間的信息（就像衣物可防止別人看到我們的身體一樣）。

　　可穿戴計算是一個在不同程度上實現(xiàn)這三種基本操作模式的框架。

　　1.1.2 可穿戴計算的屬性

　　1） 非限制性（Unrestrictive to the user）可穿戴計算可在走動、移動和漫游中使用，在使用的同時，還可以做其他事情，用戶不受限制。

　　2） 非獨占性（Unmonopolizing of the user‘s attention）不像虛擬現(xiàn)實技術一樣，可穿戴計算不會阻斷外部世界，當你使用可穿戴計算的時候，也可關注其他事情?？纱┐饔嬎慊谶@樣一個設想，“計算”是第二位的行為，不是所要關注的主要任務。事實上，理想地，可穿戴計算提供增強的感知（sensory）能力。但是，它也可以介入（增強，調(diào)整，或故意削弱）感知（sensory）能力。

　　3） 可觀性（Observable by user）如果用戶愿意，它可以連續(xù)的受你關注。（Almost --always —observable）。在合理的限制下，輸出媒體可持續(xù)的被穿戴者感受。

　　4） 可控性（Controllable by user）你可以在任何時刻控制可穿戴計算，甚至在自動操作的過程中，你可人為的斷開控制回路，并介入到回路中。

　　5） 感知性（Attentive to the environment）可穿戴計算具有環(huán)境感知能力，多模態(tài)和多感知。

　　6） 交流性（Communicative to others）可穿戴計算可以作為穿戴者之間的交流媒體。

　　Bass，L. 在CHI ’97 可穿戴式計算機專題討論會的會議招集人報告中建議可穿戴式計算機應具備以下五個特征：

　　1） 可在運動狀態(tài)下使用。

　　2） 使用WearComp 的同時可騰出雙手或用手做其它的事。

　　3） WearComp 不應只是穿在身上，而應該成為衣物的一部分。

　　4） 穿戴者可進行控制。

　　5） 具有可持續(xù)性 constancy。

　　這五個建議的特征比較容易理解。

　　1.2 可穿戴計算機的初級結構和形態(tài)

　　目前，盡管可穿戴計算機產(chǎn)品已投入市場并有實際應用，但尚屬處在初級階段?，F(xiàn)在的可穿戴計算機雖已初步具備以上的一些屬性和功能，并能滿足目前特殊應用領域的一些需求，但離前面提出的構想還相差甚遠。

　　現(xiàn)階段的可穿戴計算結構的最大特點是將微型化的電子器件（計算機、通訊和傳感等微型器件）分布在身體的不同部位或嵌入（或編織）在衣物上，通過分布在人體和衣物上的網(wǎng)絡連接起來。這只是可穿戴計算機的上層結構和形態(tài)，目前可穿戴計算機的底層體系結構主要還是嵌入式系統(tǒng)的，盡管可穿戴計算機的特有體系結構是該領域的重點課題，但目前還沒有突破性的成果。

　　目前可穿戴計算機從構成方式或形態(tài)上可初步分為集中主機集中式和分布式兩種。

　　1） 主機集中式系統(tǒng)將處理器、硬盤、通信和電源等主要模塊都以某種形式集中封裝的一個微型機殼內(nèi)，可放在腰包、挎包或背心中，一般都采用單目或See Through 的雙目頭戴顯示器，配有單手操作鍵盤（帶鼠標）或手臂鍵盤、鼠標，語音裝置，視頻捕捉裝置，位置和方位傳感裝置（如GPS， Gyro）等。這類系統(tǒng)主要采用目前已有的電子器件和計算機技術，設計出適合可穿戴計算的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)是開放式的，可采用通用的桌面操作系統(tǒng) window 98，2000， Xp和Linux 等。

　　目前這類可穿戴計算機已有不少研究性樣機和商品化產(chǎn)品，也已在軍事、航空、通信倉儲和物流等領域投入實際應用。圖1 為重慶大學設計和開發(fā)的第一代挎包式可穿戴計算機系統(tǒng)。

　　2） 分布式可穿戴計算機系統(tǒng)結構，將整個系統(tǒng)的計算、通信和傳感等主要模塊分布在衣物上或夾層之內(nèi)，用所謂的身體網(wǎng)絡和總線互聯(lián)， 甚至采用“編織”電路的技術。MIT 的MIThril 是這類典型系統(tǒng)。這類系統(tǒng)只是處在研究階段，還只能是在較簡單的系統(tǒng)層次上實現(xiàn)，更沒有商品化和實際應用。