可穿戴技術設備面面觀

文/馮憲(上海市服裝研究所高級工程師) 編輯/維悌

可穿戴技術設備面面觀

文/馮憲(上海市服裝研究所高級工程師) 編輯/維悌

2015年，隨著蘋果公司推出具有智能手機和GPS定位功能的手表后，可穿戴技術設備一詞又紅火起來，人們對它的關注度進一步提升。可穿戴技術設備的出現是科技進步的一種表現，也是人們渴望無限接近以計算機網絡為代表的現代科技成果，讓自己能隨時隨地、方便地使用或享受這些設備的愿望變為現實。20世紀80年代初出現的“隨身聽”（Walkman）以及后來出現的MP3、MP4，可以算作是可穿戴技術設備在人們日常生活中的最初形態。而隨著2012年谷歌智能化眼鏡的推出，可穿戴技術設備因進一步提高了與計算機網絡對接的功能，從而引起人們更大的興趣。

可穿戴技術設備是以可以通過穿戴的方式近體運用相關計算機信息技術為特征的，而可穿戴計算技術的提出至今已有20年了，且最初主要考慮在軍事領域運用。據中國可穿戴技術領域開拓者之一、電子科技大學移動計算中心主任陳東義教授介紹，早在1995年，美國先進國防研究所在展望未來10年發展時，就明確提出了可穿戴計算技術的概念。隨后，美國軍方提出研發“數字士兵”裝備的要求，軍用可穿戴設備便得以問世。如美軍士兵系統研究中心研制了一種用于偵察、突襲等特種兵的頭盔，上面裝配了GPS定位系統、夜視目鏡，頭盔左側上方還裝有一個微型電視攝像機，在右眼前面固定有一個微型電腦屏幕，與系于腰帶右側的一個計算機鍵盤結合，偵察兵不需說話，通過鍵盤輸入，即可利用導航衛星、通訊衛星或戰地監控系統網絡將偵查到的情況以圖像形式直接傳送至指揮中心。1997年，美國麻省理工學院和卡耐基梅隆大學發起了第一屆可穿戴計算技術大會，此后又連續舉辦了19屆，逐步把可穿戴計算技術引入民用領域。2010年蘋果公司CEO喬布斯宣布成立第一個可穿戴計算技術實驗室，并成立7個秘密研究小組，標志著科技企業開始進軍可穿戴技術設備研發領域，為它的進一步發展注入動力，直至谷歌眼鏡和蘋果手表問世。

其實，若仔細分析，會發現現有的可穿戴技術設備基本分為兩種類型。

一類叫作可穿著技術設備，這種設備與服裝有一定關聯度。具體實例有：荷蘭烏得勒支藝術學院的大學生埃里克設計的電腦牛仔褲，其在褲子的大腿部位裝有無線藍牙鍵盤，后兜里放有鼠標，膝蓋上裝有話筒，可以及時地娛樂、上網。美國ThinkGeek網絡零售商網站于2009年下半年推出一款圓領T恤。這款T恤的前胸部位印著一把吉他，吉他琴脖上每一個音階按鍵與琴弦都對應著現實中吉他的和弦，琴弦和音階下都埋有電磁感應裝置。通過一塊特別的磁撥片就能像真正的電吉他一樣彈奏。穿上這款T恤便可以獨自演奏，非常容易上手，能滿足音樂愛好者和吉他演奏者的需求。美國加州大學工程學家約瑟夫?旺和同事研制的可監控健康指標的內衣，通過把一排碳電極傳感器印在男士內衣上，通過與皮膚接觸，能夠不間斷地記錄人體的某些指標，如血壓和心率等，該產品在醫學上可以應用于遠程掌握病人的身體狀況，還可以用于監控運動員和軍人的精神壓力、身體健康狀態以及用藥的副作用，并可用于記錄駕駛員血液中的乙醇含量。由微軟研究所與美國羅切斯特大學、英國南安普頓大學的研究人員將一種名為“EmoTree”的應用感應記錄儀安置在文胸內，合作研發了智能文胸。穿戴這種文胸，通過與身體接觸，能夠有效地監測并收集與情緒有關的飲食數據，以此來分析穿戴者的情緒與感覺，從而有助于穿用者控制進食欲望，加強自我保健。

另一類叫作可佩戴技術設備，這類設備與服裝并沒有直接關聯。如智能作戰頭盔、谷歌眼鏡、智能手環、蘋果手機等，它們都是一種單獨使用，即能夠滿足人體感官即時性需要的物品。還有用于監控監外服刑犯人的“電子腳鐐”，也屬于此類設備。近期據《解放日報》報道，隨著我國北斗衛星高精度定位系統的不斷完善，一種被稱之為“北斗找找”的可佩戴技術設備已經研制成功。它的體積只有火柴盒般大小，是目前最迷你的一種北斗定位系統的終端產品。它可以扣在皮帶上使用，也可以串上掛繩作為掛件使用，老人與小孩外出時都可佩戴。當這種設備處于開啟及工作狀態時，家人通過手機中的“平安北斗”APP模式就可與之聯通，而且還能實現“一對多”的聯通，以便及時了解掌握相關對象所處的地點和位置，防止老人與小孩走失現象發生。該設備還可以通過設置“電子化圍欄”功能，將一些諸如網吧、酒吧等成人出入場所“圈”起來，當佩戴者進入這些場所，設備會及時發出警告信號，阻止未成年人進入。而對于一些失智老人，也可以采取“電子化圍欄”功能，預先設置活動范圍，減少走失概率。該佩戴設備還具有SOS求救和實音發送功能，當佩戴者按下設備上的特定按鍵，發出求救信號時，家人通過開啟“撥通”功能鍵，便可遠程收集到現場5秒鐘內的語音及其他聲音信號。

當下，可穿戴技術設備仍有一個需要完善的過程。不管是可穿著技術設備和可佩戴技術設備，都必須在輕質、柔性、易貼身使用等方面做得更好。此外，可穿著技術設備的完善重點在于設備在與人體親密接觸時要不斷提高抗磨擦性能，抗日曬雨淋等自然現象的帶來的損耗，抗水浸、洗滌劑侵蝕以及抗滾動、搓揉等物理機械手段造成的損耗，不斷提高其靈敏性、準確性及持久使用壽命；而可佩戴技術設備的完善重點在于必須匹配類似于服裝那樣輕質、柔性、易貼身使用的動力來源。以蘋果手表為例，據稱一次充電后，它的有效使用時間只有幾個小時，需要隨時不斷補充動力，而各類“充電寶”畢竟屬于硬物質，貼身攜帶仍有諸多不便。現在，如何利用貼身穿著的服裝“就近”為各類可佩戴技術設備提供“續航”能力，已經成為可穿戴技術設備研發的一個新的“熱點”。研發的關鍵在于如何把普通服裝變為具有“生能、蓄能”及可以“輸能”的特殊供能型服裝，來與那些可佩戴技術設備配套。

在這方面，國外已有了一些令人興奮并可期待的成果。如澳大利亞科研人員設計了一種能夠從人體獲得能量的衣服。這種外衣利用新型裝置把人體熱能及運動后產生的振動能轉換成電能，并由先進的傳導布料將把這種電能導入靈活設置的柔性電池，再通過適當的輸出端釋放電能，供諸如MP3播放器等隨身攜帶的電子設備使用，并有助于延長這些隨身攜帶設備電池的續航時間。同樣，兩名立陶宛設計師設計了一種名為Dance pants的運動音樂服裝。每當你穿著這款服裝跑步時，腿部的運動就能使位于腳踝處的動力系統不斷產生電力，給音樂播放器供電，令你在運動時可欣賞到美妙的音樂。再如來自《中國服裝網》的消息稱，一個來自韓國和澳大利亞的研究團隊研制出一種可充電的布料。該團隊在這種布料中，加入了摩擦納米發電機和兩層布料，一層為銀材料，另一層為硅膠和銀材料。兩層材料產生摩擦之后能產生靜電，從而得到電能。四片布料兩兩疊放，用手指按壓般大小的壓力按它，布料就產生了平均為 170 伏特的電能，這種布料已被證明充放電壽命達到了12 000次。雖然這項研發成果還處在初期，只做到了為LED 燈、電子車鑰匙等對電量要求較小的設備進行充電，但如果能夠解決提高充電效率問題，不排除未來可以給諸如智能手環、手表等可佩戴技術設備充電的可能。

可以預言，凸顯智能化功能、強化與供能型服裝的融合度、提高使用壽命、保持精準性等是可穿戴技術設備今后可持續發展的重要保證。只有把這些創新性要求做到位，可穿戴技術設備使用的有效性以及滿足人類需求、造福人類的功能才能不斷拓展與放大。