可穿戴设备技术是什么

可穿戴技术是20世纪60年代，美国麻省理工学院媒体实验室提出的创新技术，利用该技术可以把多媒体、传感器和无线通信等技术嵌入人们的衣着中，可支持手势和眼动操作等多种交互方式。

可穿戴技术的目的

通过“内在连通性”实现快速的数据获取、通过超快的分享内容能力高效地保持社交联系。摆脱传统的手持设备而获得无缝的网络访问体验。

可穿戴健康设备是随着可穿戴设备的产生发展而逐渐衍生出来的可穿戴设备的又一分支。1960年代以来，可穿戴式设备逐渐兴起。到了70年代，发明家Alan Lewis 打造的配有数码相机功能的可穿戴式计算机能预测赌场轮盘的结果。

1977年，Smith-Kettlewell 研究所视觉科学院的C.C. Colin 为盲人做了一款背心，它把头戴式摄像头获得的图象通过背心上的网格转换成触觉意象，让盲人也能“看”得见，从广义上来讲，这可以算是世界上第一款可穿戴健康设备。

EVERY实验室认为，健康领域才是可穿戴设备应该优先发展、最优前途的领域，可穿戴健康设备本质是对于人体健康的干预和改善。可穿戴设备也正从“信息收集”向“直接干预”发展，可穿戴健康设备是指针对城市人群各种常见病。例如：随时随地给颈椎做个放松按摩，甚至直接干预脑电波助人睡眠。再此方面国外的melon以及国内的every都在此方面提出了自身的创新产品。

佩戴舒适，甚至无感。想做到完全无感，对现在的可穿戴健康设备还是天方夜谭。但是尽量做到轻便小巧，则是所有企业的努力方向。可穿戴健康设备和专业医疗设备相比，虽然效果不及专业设备，但其优势就在于可以方便地、随时随地对身体进行保健治疗，对于预防、缓解疾病有很大优势。

使用过程不应干扰正常生活。消费者不能接受需要专门花费时间、不断挑战自己耐心的健康设备。所以，可穿戴健康设备在设计上应该充分考虑，不要影响使用者的正常生活、工作。

外观应适合使用场合和环境。有时候，可穿戴设备并不可能“隐形”。但是，如果这些设备的外观足够贴合环境，甚至足够酷，那么用户也不介意戴着这样的设备招摇过市。

可穿戴技术的十大原则

1、为大家解决一个日常问题

要想让人穿上，可穿戴设备要解决的问题应该是实质性的、经常发生的、且可以用一句话表达清楚的。

2、要从人开始，而不是机器

可穿戴技术设计应该从人类问题开始，然后评估若干可行的技术解决方案。不应该从寻找位置的特定技术解决方案开始。

3、请求而不是要求注意

因此你去哪里可穿戴设备都跟着你，所以它应该尊重当前时刻，不至于让你分心。为此，它允许穿戴着保持注意力，在需要的时候关注到可穿戴设备提供的信息。

4、增强人类能力，但不要取代人类

它应该让穿戴着更好地消费和体验，但不要代替或干扰穿戴者的体验。

5、应该能减少问题而非增加麻烦

可穿戴解决方案为人们的生活解决的问题应该要比它带来的问题要多。

6、促进连接性的深度和广度

可穿戴技术应该促进广泛的平台网络，不仅相互间可以通讯，而非还能让它们之上更广泛的系统和平台实现相互对接。

7、为软件服务

如果可穿戴技术同时支持软硬件的话，伸缩性和灵活性更容易实现。随着穿戴着的需求调整或环境改变，硬件可保持不变而软件平台却可以快速演进。

8、少而广

可穿戴硬件应该努力减少足迹，而可穿戴软件平台要不断扩张。这样可以通过广阔的应用世界来实现可穿戴技术的影响和功用的最大化。

9、利用现有行为

可穿戴技术应该让人对设备产生一种属于自己的自然延伸的感觉。不应需要人去适应或强迫进行新的行为。

10、丰富我们喜欢的体验，替我们做脏累活

它应该增强我们喜爱的体验，让那些体验更加丰富更佳难忘，同时利用自动化来为我们创造更多的时间去做自己热爱的事情。

可穿戴设备涉及哪些技术

一、可穿戴设备的无线传输技术

Wi-Fi是如今的智能设备中使用最为广泛的一项技术，有良好的发展前景。Wi-Fi使用的协议已经发展到802.11ac，理论上的传输速度最高可达到1Gbps。

专家预计，到2017年可穿戴设备的销售量将接近7000万台。然而，随着硬件水平的不断进步，可穿戴设备的外观更加简洁、轻便，处理芯片也逐渐朝高性能低功耗的趋势发展。在这种情况下，移动智能设备已然成为连接一切的枢纽。因此，将可穿戴设备连接到功能强大的智能手机或平板电脑进行数据处理和云端共享变得尤为重要。

蓝牙同样也是一项较为普遍的无线连接技术，支持短距离范围内的通信，其数据速率为1Mbps。蓝牙技术最大的优势是它几乎不占用空间，可随意地集成到各种可穿戴设备中，却不会对外观和结构的设计造成压力。它凭借低廉的成本和高效的传输能力，让可穿戴产品的市场需求从小众转变为主流，从新潮转变为实用。

除此之外，无线传输中还有一项非接触式识别的NFC技术，即近场通讯。NFC技术相对于蓝牙而言操作更简易，配对效率更高。在云计算的时代，人们的日常生活、社交娱乐等所产生的数据都将通过智能手机这个媒介，而NFC便成为了一个能够代替公交卡、银行卡、门禁卡等感应卡片的存在。不仅是手机，现如今许多智能可穿戴都争相融入NFC技术，因为它具有两大深受人们青睐的实用功能——一是移动支付，二是近距离共享数据。

总的来说，无线技术已经在当前的智能穿戴领域中占据不可或缺的地位。在未来，只要在集成方面不存在冲突，那么多种无线技术也将长期共存，因为每种技术都有其最佳的使用场景。不过相对而言，蓝牙Smart(4.0版本以上的低功耗蓝牙技术)和WiFi将在穿戴式应用中更具优势。

二、可穿戴设备的传感技术

可穿戴设备上的数据不仅源自触屏端或是其他输入设备，更多的是调动起自动采集与监测的功能，来获得用户活动的数据，以及外界环境变化产生的数据。因此，其中最核心的便是传感技术。

就拿最常见的运动手环来说，最初仅仅是利用加速度传感器来计步，但是随着各种各样的传感器不断植入，它的功能也丰富了许多。

例如，GPS技术可以通过卫星定位，记录用户的地理位置、运动轨迹等等;如今，运动手环最大的卖点之一便是健康监测功能，所以光学心率传感器的应用也越来越广泛，它可以使用LED发光照射皮肤，血液吸收光线产生的波动来判断用户的心率水平，实现更精准的数据分析;然而，生物电阻抗传感器的功能则更加详细、全面，它可通过生物自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率以及皮反应指数;皮电反应传感器是一种先进的生物传感器，通常装载在一些需要检测汗水的设备上。由于人类的皮肤是一种导体，当开始出汗时，皮电反应传感器便开始测算，这便能从其他的参数方面检测运动的情况。

显然，有了传感器的助力，可穿戴设备能够进一步了解使用者的生理机能，掌握更深层次的身体变化，并且将收集到的数据通过算法分析后成为真正可以引导健康生活的有价值的内容。

三、可穿戴设备的七大交互技术

1、骨传导交互技术

骨传导交互技术主要是一种针对于声音的交互技术，将声音信号通过振动颅骨，不通过外耳和中耳而直接传输到内耳的一种技术。骨传导振动并不直接刺激听觉神经，但它激起的耳蜗内基底膜的振动却和空气传导声音的作用完全相同，只是灵敏度较低而已。

在正常情况下，声波通过空气传导、骨传导两条路径传入内耳，然后由内耳的内、外淋巴液产生振动，螺旋器完成感音过程，随后听神经产生神经冲动，呈递给听觉中枢，大脑皮层综合分析后，最终“听到”声音。简单一点说，就是我们用双手捂住耳朵，自言自语，无论多么小的声音，我们都能听见自己说什么，这就是骨传导作用的结果。

骨传导技术通常由两部分构成，一般分为骨传导输入设备和骨传导输出设备。骨传导输入设备，是指采用骨传导技术接收说话人说话时产生的骨振信号，并传递到远端或者录音设备。骨传导输出设备，是指将传递来的音频电信号转换为骨振信号，并通过颅骨将振动传递到人内耳的设备。

目前在智能眼镜、智能耳机等方面，骨传导技术是比较普遍的交互技术，包括谷歌眼镜也是采用声音骨传导技术来构建设备与使用者之间的声音交互。

2、眼动跟踪交互技术

眼动跟踪，又称为视线跟踪、眼动测量。眼动追踪技术是一项科学应用技术，通常由三种追踪方式：一是根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪，二是根据虹膜角度变化进行跟踪，三是主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征。眼动追踪技术是当代心理学研究的重要技术，已经存在着相当长的一段时间，在实验心理学、应用心理学、工程心理学、认知神经科学等领域有比较广泛的应用。随着可穿戴设备，尤其是智能眼镜的出现，这项技术开始被应用与可穿戴设备的人机交互中。

眼动跟踪交互技术的主要原理是，当人的眼睛看向不同方向时，眼部会有细微的变化，这些变化会产生可以提取的特征，计算机可以通过图像捕捉或扫描提取这些特征，从而实时追踪眼睛的变化，预测用户的状态和需求，并进行响应，达到用眼睛控制设备的目的。

通常眼动跟踪可分为硬件检测、数据提取、数据综合3个步骤。硬件检测得到以图像或电磁形式表示的眼球运动原始数据，该数据被数字图像处理等方法提取为坐标形式表示的眼动数据值，该值在数据综合阶段同眼球运动先验模型、用户界面属性、头动跟踪数据、用户指点操作信息等一起被综合实现视线眼动跟踪功能。

3、AR/MR交互技术

增强现实(AR)，是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖，如将图形、文字、声音及超文本等叠加于真实环境之上，提供附加信息，从而实现提醒、提示、标记、注释及解释等辅助功能，是虚拟环境和真实环境的结合。介入现实(MR)，则是计算机对现实世界的景象处理后的产物。

AR/MR技术可以为可穿戴设备设备提供新的应用方式，主要是在人机之间构建了一种新的虚拟屏幕，并借助于虚拟屏幕实现场景的交互。这是目前智能眼镜、沉浸式设备、体感游戏等方面应用比较广泛的交互技术之一。

4、语音交互技术

语音交互可以说是可穿戴设备时代人机交互之间最直接，也是当前应用最广泛的交互技术之一。尤其是可穿戴设备的出现，以及相关语音识别与大数据技术的逐渐成熟，给语音交互带来全新的契机。新一代语音交互的崛起，并不是识别技术上取得了多大的突破，而关键是将语音与智能终端以及云端后台进行了恰到好处的整合，让人类的语音借助于数据化的方式与程序世界实现交流，并达到控制、理解用户意图的目的。前端使用语音技术，重点在后台集成了网页搜索、知识计算、资料库、问答推荐等各种技术，弥补了过去语音技术单纯依赖前端命令的局限性。

语音交互技术的应用分为两个发展方向：一个方向是大词汇量连续语音识别系统，主要应用于计算机的听写机;另一个重要的发展方向是小型化、便携式语音产品的应用，如无线手机上的拨号、智能玩具等。当然，目前还没有充分普及的关键因素是语音识别的排干扰能力还有待加强，多语境下的识别还有待完善。

5、体感交互技术

体感交互技术是指利用计算机图形学等技术识别人的肢体语言，并转化为计算机可理解的操作命令来操作设备。体感交互是继鼠标、键盘和触屏之后新的人机交互方式，也可以说是可穿戴设备趋势下带动起来的一种人机交互技术。

肢体，包括手势交流是人的本能，在学会语言和文字之前，已经能用肢体语言与人交流。其实手势交互技术的存在已经有相当长的一段时间，在过去30年，研究人员一直在研究基于肢体语言的交互系统。因为肢体语言在日常生活中最为频繁，便于识别。只是之前所有基于肢体语言的研究主要以手势识别为主，而对身体姿势和头部姿势语言较少。随着可穿戴设备，尤其是智能服饰产业以及体感交互优势产业的发展，可以说体感交互将成为可穿戴设备不可或缺的人机交互技术。

其中尤其以手势交互最具代表性，手势识别是利用各类传感器对手部/手持工具的形态、位移等进行持续采集，每隔一段时间完成一次建模，形成一个模型信息的序列帧，再将这些信息序列转换为对应的指令，用来控制实现某些操作。随着各项技术的成熟和传感器的发展，手势识别已经进入可用性阶段，各类产品和解决方案也开始涌现。

6、触觉交互技术

触觉交互是目前可穿戴设备产业中比较新的人机交互技术，对人机之间的信息交流和沟通方式将产生深远的影响。触觉可谓是人体一切的感觉之母，是人类与外界交流，并感受外界的重要通道之一。软硬、冷暖、粗细，以及物体形状等信息，都可以在触摸中感知，人类更复杂的情感交流也可以通过触摸实现。触觉交互研究如何利用触觉信息增强人与计算机和机器人的交流，其领域包括手术模拟训练、娱乐、机器人遥控操作、产品设计、工业设计等。触觉交互目前在沉浸式智能产品中有了一定的应用探索，将会是未来人类在虚拟现实中“真实”的感知外界的一种关键交互技术。

7、脑波交互技术

脑波交互也可以理解为意识控制技术，这项技术在目前已经有了一定的探索，但还没有得到比较广泛的应用。可以说脑波交互技术将会是可穿戴设备产业的终极交互方式，不仅构建了人与设备之间，同时也是构建人与人之间的一种新的沟通方式。未来，我们借助于脑波交互技术，人与人之间将会达成充分的“默契”。同样，人与设备之间也将构建出一种新的人机交互方式，这种交互方式可以说是可穿戴时代的终极交互方式。

可穿戴设备解决关键

元器件

元器件的质量、性能、大小、材料等决定着产品的功能与用户体验。与用户最直接相关的，首当其冲的是电池，如果续航能力不强，经常需要充电，很容易引起用户反感。在解决耗电问题上，一种方式是平衡性能与功耗之间的关系，有所取舍;另一种就是探索新的供电方式，移动研究院的黄院长提出，既然是可穿戴设备，可以考虑将人体散出的能量转化为电能供电，这也是一个可以研究的方向。

用户体验

视觉感受问题容易解决了，毕竟大部分用户不会过于刁钻。困难的是功能问题。交互方面，随身佩戴产品如手环、手表，没有屏幕的话，体验会很差，不能直接与产品交互，给人感觉这就是个数据收集器，用户想看到相关分析数据、结果必须依赖于手机和电脑，体验不佳。在交互方式上，如果屏幕小，利用触摸方式感知很差，可以可虑通过声音、眼睛动作等方式使得交互更加人性化。功能数量方面，大而全的设置要么功耗较大，要么大多功能闲置;小而专是一个方向，以更集中的方式解决用户的一两个痛点。

数据和服务结合

所有不提供软件服务和数据服务的可穿戴设备都是耍流氓。可穿戴设备本身价值并不大，关键在于其获得的数据与提供的服务，越垂直越深度往往价值越大。需要注意的是，用户要的不只是数据，大部分用户对一些数据本身是没有概念的，经过分析得出的结果和解决方案才是最重要的。所有数据监测不准的可穿戴设都是耍流氓。不准确的数据会降低用户的信任感，如果是健康类数据，如测试心率、血压，不准确的话，容易出事情。如果数据不准确，基于数据的分析及解决方案都是空谈。如果监测慢性疾病的设备，能够通过CDC健康认证等，则会大大增加用户的使用信心。

触感技术

触控是人与智能设备自然的连接方法，也是人机交互领域的重要变革。分析师预测，到2019年，在可穿戴设备的总交付量中，智能手表占比将超过70%，智能手表又离不开触控技术。例如，华为的智能手表选择的是SynapticsClearPad电容式触摸控制器，是因为该控制器成熟可靠、功耗很低，而且具备高度灵敏的人机交互性能，用湿的手指触控，效果依然良好。设计师还要求实现经典的圆形表盘，而Synaptics是惟一能够提供完全圆形触控界面的提供商。ClearPad电容式触感技术是业界值得信赖的解决方案，已用在超过10亿部面向消费者的设备中。

压力触控

压力触控技术最早进入公众视野是源于Apple Watch的发布，通过Force Touch设备可以感知轻压以及重压的力度，并调出不同的对应功能，丰富了用户使用手机触控交互的层次及使用体验。3D Touch在原有Force Touch轻按、轻点的基础上，新增了重按这一维度的功能。iPhone 6s的屏幕有轻点、轻按及重按这三层维度，比Apple Watch上的压力触摸屏技术更加敏感。[13] 压力触控技术ClearForce可以通过用手指或触控笔施加不同的力度，调整滚动速度和缩放比例、实现连续可变的游戏控制以及不同的文本或照片编辑方式，因此可使设备制造商实现智能手机差异化。

电池创新

要让可穿戴设备变得像智能手机、平板一样流行，电池必须更小，续航时间必须更长，而且它还必须更轻薄更有弹性。三星SDI在首尔2015年InterBattery展会上展出了新成果。三星展示了两款新电池。3毫米厚的超薄电池Stripe是一款可弯曲电池，三星称它的能源密度比市场上的其它电池更高，主要是因为它采用了最小的电池封闭宽度。超薄和可弯曲这两大特色，使得Stripe很有机会进入到更多可穿戴设备，如项链和衣服。还有一款电池是Band，它可以装在智能手表表带上，使得电池电量比原来的设备增加50%。在测试时三星弯曲电池50000次，看看它是不是耐用，三星不只关心它的形态，还重视其功能。2017年Band电池将进入市场，它可能改变市场格局。

LG化学也推出一款新的可弯曲智能手表电池，这款电池从2012年就开始研发。电池可以装入半径15毫米的设备中，它的尺寸只有目前市场上电池的一半。有了这些电池，未来智能手表的设计将更加自由。

可穿戴技术产品

爱普生Pulsense系列可穿戴设备

爱普生发布的Pulsense系列可穿戴设备，包括智能手表和智能手环。这些产品整合了爱普生公司行业领先的独创生物感应技术与基于云系统的服务，满足穿戴消费品市场健身、健康和运动需求。

Pulsense系列中的PS-500智能手表和PS-100智能手环，是具有生物识别功能的腕部感应可穿戴设备，对心率、活动强度、卡路里燃烧与睡眠模式具有监控与数据存储功能，是理想的日常活动穿戴产品，也是心脏健康记录设备，并可以通过苹果系统或安卓系统手机应用软件，将存储的自身数据传到在线健康和/或健身服务软件中，或通过电脑上传软件传输这些数据。对于具有多项运动目标的消费者来说，从保持健康、减肥到马拉松训练都可以使用。

轻型时尚的PulsensePS-100手环使用简单的LED显示，可以无线连接智能手机，读取并传输所储存的生物识别数据。PS-500手表具有一个LCD显示，可以实时查看心率数、行走步数、卡路里燃烧情况和日期/时间。另外，这两款装置都配有有氧运动心率查看LED指示灯。Pulsense系列这两款装置，能续航一星期左右，并具有很强的防水功能，很适合老年人日常佩戴。

Google Glass

2012年6月28日，谷歌发布了一款穿戴式IT产品——谷歌眼镜。该设备由一块右眼侧上方的微缩显示屏，一个右眼外侧平行放置的720p画质摄像头，一个位于太阳穴上放的触摸板，以及喇叭、麦克风、陀螺仪传感器和可以支撑6小时电力的内置电池构成，结合了声控、导航、照相与视频聊天等功能。

苹果Iwatch

苹果推出的智能手表—iWatch，也是一款可穿戴的智能设备。这款手表内置了iOS系统，并且支持Facetime、WiFi、蓝牙、Airplay等功能，同时最令人惊喜的是，iWatch支持Retina触摸屏，这款手表看似和iPod nano一样，也具备16GB的存储空间，令人兴奋的是iWatch还具备8种个性化的表带，让你尽情挥洒个性。

Pebble Time

备受关注的下一代Pebble在经过数日的预热后，终于再次选择在Kickstarter上首发亮相。和之前的Pebble Steel不同，这次取名为Pebble Time的新一代Pebble可以算得上真正意义上的第二代产品，在功能上进行了彻底的升级。

首先，Pebble Time终于成为家族中首款配备彩色屏幕的成员，采用了彩色e-paper材质，官方坚称这种材质除了更容易在户外阅读，更重要是省电，因为Pebble Time依然能维持7天的续航。

外观规格方面Pebble Time表身比上一代薄20%(9.5mm)，同时配备语音回复或备忘。由于采用了标准22mm表带，换装随性，Pebble Time也能很时尚。

眼镜显示器

据悉，苹果的穿戴IT设备专利的摘要描述内容显示，该技术将使用一到两台显示器，以将图像投射到用户眼睛当中。通常情况下，此类显示器并不会向用户的外围视线播放图像，而苹果这项专利技术则采取了新方式，使显示器所播放图像不但会进入用户视线中，而且还能够“引导”用户视线。这也意味着苹果这项专利针对的是“淹没式”设备(完全占据用户的视线)，而非谷歌智能眼镜的“走动式”设备(可同时看到周围景观)。苹果技术专利还谈到了将两个图像分别投射到用户两只眼睛的技术原理，称此举将有效解决用户戴上设备后引起的不适，并增加图像亮度和扩大视场。

BrainLink意念头箍

BrainLink意念头箍是由深圳市宏智力科技有限公司专为iOS系统研发的配件产品，它是一个安全可靠，佩戴简易方便的头戴式脑电波传感器。作为一款可佩戴式设备，它可以通过蓝牙无线连接智能手机、平板电脑、手提电脑、台式电脑或智能电视等终端设备。配合相应的应用软件就可以实现意念力互动操控。Brainlink引用了国外先进的脑机接口技术，其独特的外观设计、强大的培训软件深受广大用户的喜爱。它能让手机或平板电脑及时了解到您的大脑状态，例如是否专注、紧张、放松或疲劳等。您也可以通过主动调节自己的专注度和放松度来给予手机平板电脑指令，从而实现神奇的“意念力操控”。