可穿戴設備發展現狀及設計趨勢

[摘要]以可穿戴設備的發展現狀為切入點，對市場上已有產品進行分類梳理，從而找出成功的原因、制約的瓶頸以及設計的趨勢，以期為可穿戴設備的創新設計提供一定的經驗積累。

[關鍵詞]可穿戴設備；產品設計；智能產品

[Abstract] Based on wearable devices current development， the author classified and analyzed existing products to find the key to their successes， the bottleneck restriction and the trend of design so as to provide experience for the innovation design of wearable devices.

[Key words] Wearable devices； Product design；Intellectual product

隨著信息技術的進步和發展，人們的生活方式已經發生了巨大的改變，如社交、通訊、購物、學習、健康等活動，都自覺或不自覺地與移動互聯網產生了極大的聯系，因此在生活、工作、交往等過程中，人們迫切希望擁有體積更小、更輕便、更舒適地依附在身體上的智能載體。而隨著2012年谷歌眼鏡的發布，智能設備的創新、研發也掀起了新一輪浪潮，可穿戴設備更如雨后春筍般地涌現，“可穿戴”這樣一個合成詞，已經成為代表未來新生活方式中不可或缺的關鍵詞之一，也成為了產品設計師所關注的熱門話題之一。

一、可穿戴設備的現狀

可穿戴設備是一種直接穿在身上，或是與用戶的衣服整合，或是作為配件的便攜式設備。它不僅僅是一種硬件設備，更是需要通過軟件支持以及數據交互、云端交互來實現其強大功能的組合體，它將會給我們的生活、感知帶來很大的轉變。[1]

可穿戴設備早在20世紀60年代就由美國麻省理工學院數學教授Edward Thorp所發明。該設備由一個如香煙盒大小的計算機以及外殼上的4個按鍵所組成。計算機通過分析輪盤旋轉速度來預測賭博結果。Edward Thorp教授在他撰寫的賭博指南《Beat the Dealer》當中提及該可穿戴設備，并表示該設備可以為佩帶者帶來一定的優勢。[2]但由于技術實現成本高，以及準確率較低，此類設備并未得到進一步的應用。

直到2012年4月，可穿戴設備有了突破性的進展，其概念才被大眾所熟知，這就是“谷歌眼鏡”，一款穿戴式IT產品。谷歌眼鏡除擁有智能手機所具備的一切功能外，還同時采用了反射式棱鏡顯示屏、骨傳導耳機以及各式傳感等高新技術，盡可能地讓用戶在一種很自然的狀態中完成使用，并通過增強現實技術在用戶眼前展現實時信息，用戶只要眨眨眼就能拍照上傳、收發短信、通訊、查詢天氣路況、上網沖浪或者處理文字信息和電子郵件等操作，而無需動手。在兼容性上，谷歌眼鏡可同任一款支持藍牙的智能手機同步（圖1）。

至此，國際各路企業不甘示弱紛紛進軍智能可穿戴設備研發，爭取在新一輪技術革命中分一杯羹，如：2013年9月，三星推出智能手表Galaxy Gear，該款設備擁有一塊1.63英寸的顯示屏，藍牙以及攝像頭，可通過連接互聯網實現通訊、文件處理和娛樂等功能；2013年10月15日，耐克推出Nike+FuelBandSE，幫助用戶收集運動信息；蘋果公司也在2014年9月推出智能手表Apple Watch，除了強大的產品性能和優異的加工工藝外，蘋果公司更是將其標榜為“時尚”產品。

可穿戴設備的快速增長依賴于大量新廠商、新設備和終端用戶的涌現。2014年可穿戴設備出貨量為1960萬臺，其中智能可穿戴設備共售出約420萬臺，根據研究機構IDC的預測，全球可穿戴設備2015年的出貨量將達到4570萬，其中智能可穿戴設備銷量迅速增加至2000萬臺；而2019年的出貨量將達到1.261億萬臺，這意味著大約45%的年增長率。[3]由此可見 “可穿戴設備”已經掀起繼智能手機和平板電腦之后新一輪的智能設備熱潮（圖2）。

二、可穿戴設備的分類

我們根據可穿戴設備的穿戴方式可分為以下5類：

（一）頭戴式可穿戴設備

頭戴式可穿戴設備是以頭部作為支撐，根據細分可分為：智能眼鏡，智能頭盔和智能頭環。

最具代表性及具有跨時代意義的智能眼鏡產品莫過于谷歌眼鏡，上文已提及其強大的功能，本章節不再贅述。

而“墨菲斯計劃”（Project Morpheus）是索尼PS4游戲設備的虛擬現實智能頭盔項目，玩家在同時使用虛擬現實頭盔和手柄來進行有戲。同時根據報道描述，這項技術將融合大量生物傳感器，能夠實現對眼球的跟蹤以及體溫、汗液、腦波、脈搏以及腦部血液流動等數據的監測，這看起來就像是一款能夠與大腦深度互動的浸入式設備。另外，當玩家靠近家中茶幾、桌子等物體時，這些陳設會通過增強現實技術同步映射到頭盔所展示游戲畫面中，從而提醒玩家避讓，以免發生意外。

“Melon”智能頭環內置了三個檢測腦電波活動的電極，記錄腦電波活動情況，用戶可以通過手機查看自己腦電波活動圖并通過軟件分析了解自己的思維習慣。此外，還可以通過“Melon”內置游戲鍛煉用戶的注意力。

通過以上三個典型產品案例可以看出智能眼鏡和智能頭盔特點較為相似，都是利用增強現實或虛擬現實技術讓用戶在正常視野中接收信息，用戶則利用眼動及聲音與設備進行交互。由于此類設備運用了多種新興技術，配合強大的處理器，這樣頭戴式可穿戴設備具有強大的功能，并帶有很強的科幻色彩。而智能頭環則更像腦電波檢測裝置，設備本身負責收集和輸出腦電波信號，并通過移動設備轉換為數據。endprint

頭戴式可穿戴設備特別是智能眼鏡和智能頭盔，其小巧的體型對其產品功能的實現以及產品續航能力都提出了較高要求。雖然頭戴式可穿戴設備技術實現成本高，但是它最大的優勢是通過對大量新技術的運用，擺脫了傳統智能產品的信息呈現方式以及人機交互方式，徹底解放雙手。因此，頭戴式可穿戴設備具有很高的探索性和實驗性。

（二）腕帶式可穿戴設備

腕帶式可穿戴設備是以手腕作為支撐，按照其功能和技術含量的不同可分為智能手表和智能手環。

智能手表的雛形應該是IBM在2000年推出的首款運行Linux操作系統的Lunix Watch智能手表，雖然發展時間較長，但一直處于孕育階段。直到近期隨著硬件、軟件技術的不斷提升，大批的智能手表產品才正式地出現在我們的視野中。智能手環則利用傳感器記錄用戶日常生活中的實時數據，并將這些數據與移動終端同步，最終通過數據起到指導用戶健康生活的作用。

最具代表性的智能手環莫過于Jawbone系列手環、fitbit系列手環和小米手環。雖然造型各有不同，但其功能都大同小異。大都通過手環，記錄用戶的運動、睡眠和部分飲食數據，起到指導健康生活的作用。

智能手表與智能手環最大的區別在于：智能手表可以獨立搭載操作系統，并可以通過安裝第三方應用程序及網絡連接實現其強大功能，而智能手環則僅作為數據的收集裝置，需要通過其他智能產品對數據進行分析與呈現。

腕帶式可穿戴設備在信息呈現方式以及人機交互方式與普通智能設備并沒有太大不同，雖然這提高了產品的操作易用性，但是其探索性、實驗性相對較弱。

（三）身穿式可穿戴設備

2013年7月在一場足球友誼賽結束之后，兩隊球員正進行球衣的交換的時候，現場和電視機前的球迷，以及各路記者驚奇的發現，來自巴黎圣日耳曼的核心球員伊布竟然穿了一件“女士內衣”。這件內衣正是GPSports公司開發的一款運動監測內衣（圖3），此產品可以實時監測運動員在場上的位置、奔跑速度、跑動距離、心率變化、沖擊負荷以及疲勞負荷等數值，并將數據傳輸到專業分析設備進行對比和分析，它既可以及時了解運動員的身體狀態，以便教練員進行合理地訓練調整，防止傷病的出現；同時也可以在訓練、比賽時了解和分析球隊戰術配合的執行情況，幫助教練員及時了解球隊的優勢與不足，并調整訓練與戰術要求。

身穿式可穿戴設備主要運用在運動檢測，它經常以服裝的形式呈現于世人。由于運動的特性，此類設備要求產品具有非常高的“隱身性”，在佩戴過程中既要保證球員運動服的識別性，又要求在激烈的運動、對抗及各種突發情況中，保證運動員的正常運動并降低受傷風險。另外身穿式可穿戴設備在舞臺表演中也發揮重要作用，如：利用傳感器感知用戶的情緒，或通過移動終端來變換服裝的形態、顏色。

（四）腳穿式可穿戴設備

最具代表性的腳穿式可穿戴設備為Nike+訓練鞋。Nike+訓練鞋是Nike公司與Apple公司深度合作的產物，是在Nike+鞋子中放置一塊感應器，讓用戶可以通過Apple公司相關產品顯示出每天的運動數據。此傳感器完全密封且不能充電，其使用壽命為2年。印度科技公司Ducere在面向大眾用戶推出名為Lechal的智能產品，它主要由兩個可插入到特制的鞋墊或鞋子中Lechal Pod組成。通過藍牙與手機應用進行配對之后，能夠檢測用戶的行走步數、熱量消耗以及前進方向。同時，它還能實現導航的功能，在提前擬定了路線之后，通過左腳或右腳Lechal Pod的震動，告知用戶左轉或右轉。Ducere公司原本希望通過Lechal將正確的前進方向告知盲人。其實這樣的功能對于盲人和路癡者來說都確實是個巨大的福音。

目前腳穿式可穿戴設備較少，已經面世的產品大都以鞋類配件的形式呈現。因此產品體積較小，在穿戴過程中并不影響用戶的的正常工作與生活。與上文提到的身穿式可穿戴設備一樣，其產品最大的優點在于其具有非常高的“隱身性”。同時也是由于其佩戴方式的限制，產品大都是以簡單數據收集功能為主，信息反饋及人機交互性較弱。

（五）佩掛式可穿戴設備

代表性產品有Lumo Bodytech推出的監控用戶姿態的Lumo Lift（圖4）。Lumo Lift是由傳感器和小磁鐵組成。佩戴方式非常簡單，只需將傳感器放在衣服內側鎖骨位置貼近皮膚，磁貼在衣服外側吸住傳感器即可。如果姿勢太過懶散或前傾，傳感器就會通過振動幫助用戶養成良好的坐姿習慣。

由此可見，佩掛式可穿戴設備一般不直接佩戴在肢體上，而是在服飾上進行使用。但就目前的產品來說功能較為單一，一般采用藍牙技術與手機App配合使用，甚至可作為移動設備的外接裝置。但也正是其單一的功能，造就了其小巧的體型，同時此類產品并沒有過分強調其“隱身性”，而是努力將其打造成為時尚配飾。因此佩掛式可穿戴設備在造型設計方面有極大的自由度。

以上是根據穿戴方式對可穿戴設備進行的分類與分析。每一種穿戴方式都有其特點，因此根據不同的產品需求，我們需要選用不同的穿戴方式，以做到盡可能滿足使用者的需求。

三、可穿戴設備的發展瓶頸與設計趨勢

（一）可穿戴設備的發展瓶頸

雖然可穿戴設備如雨后春筍般涌現，但依然暴露出制約其發展的各種問題：

第一，功能服務單一。以智能手表為例，不管是蘋果公司的Apple Watch還是三星公司Galaxy Gear，由于顯示區域和操作區域都小以及系統性能較弱的局限性，功能較手機大為遜色，必須配合智能手機或平板電腦使用，從而導致產品的獨立性不足，影響用戶體驗（圖5）。endprint

第二，不可替代性較弱。由于監測心跳、血壓、睡眠狀態以及跟蹤所處位置等已成為可穿戴設備的標配功能，但這些功能又均有成熟的替代品，因此使得可穿戴設備的不可替代性減弱。

第三，技術實現成本過高。2014年4月谷歌眼鏡正式開放網上訂購，雖然其產品功能非常強大，完美解決了以上兩點問題。但是1500美元的定價卻遠遠超出用戶的預期，讓人望而止步。由于過高的技術成本，導致谷歌公司于2015年1月宣布下架這款谷歌眼鏡。

第四，隱私問題。智能眼鏡小巧而強大的功能，以及產品的交互方式，使其存在成為監視設備的可能，這讓很多人對頭戴式可穿戴設備帶來的隱私方面的問題都表示擔心。谷歌眼鏡已經在美國公共場合被禁止使用，如酒吧、餐廳和電影院等地點，而這也將不利于可穿戴設備在社會廣泛推廣。

（二）可穿戴設備的設計趨勢

第一，關注用戶的迫切需求。可穿戴設備經過多年的發展，始終未能成為人們生活中的必需品，主要原因是沒能滿足用戶真正的需求。例如：智能手環會通過傳感器告知用戶心跳、血壓甚至睡眠狀態，而這些數據對普通用戶并沒有太大的用處。相反如果將可穿戴技術運用在老年健康檢測設備上，不僅可以滿足使用者對生命保障的迫切需求，發揮可穿戴設備全天候實時監測身體情況方面的技術優勢的同時，又可以發揮可穿戴設備在使用過程中舒適無感的設計優勢。

因此可穿戴設備更應該從弱勢群體的角度切入，實現用戶對產品的真正需求。

第二，更智能的數據分析與處理。雖然各大廠商已將最先進的處理器塞進狹小的產品形態中，但目前可穿戴設備依然處于最原始的數據收集、呈現的階段。戴維·申克曾說到：“信息，曾經如魚子醬一般珍貴，而如今卻如土豆一般泛濫。”[4]當過多的數據同時出現，它將不再會促進我們的生活水平的改善，相反，只會由于數據的雜亂而消耗更多時間。

因此，可穿戴設備不僅需要在數據采集的準確性和抗干擾性方面做得更好，還必須利用云計算、大數據等新興技術作為支撐，提供用戶更加智能、更加完善的數據研究、分析和處理能力。

第三，多樣化的交互方式。目前主流的可穿戴設備都搭載了一塊小型屏幕，用于信息顯示和設備操作，但由于其空間尺度的原因，大大增加了現有交互方式的操作難度，從而降低了用戶體驗。2015年6月谷歌ATAP團隊發布了顛覆式創新技術——Project Soli（圖6）。它利用了微型雷達捕捉到亞毫米級別的手指和手的運動，并以此來操控多種設備。通過這種技術不論是智能手表、智能手機還是平板電腦，我們都將不再受制于屏幕。

因此相信隨著虛擬現實、柔性屏幕以及各類感應技術不斷的綜合發展和運用，可穿戴設備的交互方式必將走向多樣化，而體態捕捉、語音識別、眼球追蹤等非接觸性交互技術都將運用于其中。

四、結語

雖然智能產品的不斷革新，可穿戴設備近幾年的蓬勃發展，誕生了許多讓人驚艷的產品，但卻并沒能改變人們原有的生活方式。目前各大企業仍然處于摸索階段，而在功能實現方面由于受到技術瓶頸的制約，導致可穿戴設備的優點與缺點同樣顯著。由此可見，首輪的可穿戴設備浪潮，賣的并不是功能，而是可能，是人們對未來美好生活方式的可能性遐想。因此，如何更好地使可穿戴設備在利用智能數據分析、處理能力的同時，通過有效的交互手段滿足用戶的迫切需求，仍然值得不斷地思考與探索。

參考文獻：

[1] 百度百科：可穿戴設備[EB/OL].http：//baike. baidu.com/linkurl=3F6t7YD4T36iuP4h6FdbcQ5c WBALQFFbX1jYyar1ey8mFlwkxn2fvlLrYZAh8g zq2eDdlw2qALhuBmlijES73q，（2015-6-20）.

[2]美國麻省理工學院媒體實驗室：A brief history of wearable computing[EB/OL].http：// www.media.mit.edu/wearables/lizzy/timeline. html#1966a，（2015-7-17）.

[3]網易科技：IDC：可穿戴設備被引爆 2019年出貨量將達1.26億[EB/OL]

ht t p：//t e ch.16 3.com /api /15/0331/0 4 / AM0R4PAM00094P0U.html.（2015-7-17）.

[4] [美]戴維·申克.信息煙塵：在信息爆炸中求生存.黃锫堅，朱付元，何芷江譯.南昌：江西教育出版社，2001：11.

劉禹

碩士，華南理工大學教師，研究方向：產品設計。endprint