可穿戴设备对相关行业未来发展的意义

王雨佳

摘 要：近年来，可穿戴设备发展迅猛，为人机交互提供了更多人性化方式，其中大量的技术已经被运用到游戏、电影和互联网等相关行业。本文通过分析可穿戴设备近几年的最新成果，分析其对相关行业的影响，即其对娱乐、互联网、医疗保健等行业的重塑化趋势。

关键词：可穿戴设备;人机交互;发展趋势

中图分类号：TP368.33 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）04-0029-03

The Significance of Wearable Equipment for the Future

Development of Related Industries

WANG Yujia

（College of Information Technology， Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou Henan 450046）

Abstract： In recent years， wearable devices have developed rapidly， providing more humane ways for human-computer interaction. Among them， a large number of technologies have been applied to games， movies and the Internet and other related industries. This paper analysed the latest achievements of wearable equipment in recent years， and its impact on related industries， that was， the trend of its remodeling in entertainment， internet， health care and other industries.

Keywords： wearable devices;human-computer interaction;developing trend

1 可穿戴设备的发展现状

可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件、云端以及数据交互从而实现复杂功能的新型设备。近年来，全球可穿戴设备出货总量为3.1亿台，增长16.7%，更关键的是，其市场潜力仍然十分巨大。同时，随着人工智能、虚拟（增强、混合）现实等技术的逐渐推广，可穿戴设备已从过去的单一功能开始转向多功能，同时具有更强的便携性和实用性。智能可穿戴设备在社交网络、医疗保健、导航、商务和新媒体等诸多领域有着非常广泛的应用，并能通过这些应用为大众未来的生活带来新改善和新变革。

当前的可穿戴产品形态纷繁多样，主要包括智能手表、智能眼镜、智能手环、健康穿戴和体感控制等。医疗卫生、信息娱乐、运动健康等应用领域是可穿戴设备未来应用的热点领域。在具体功能上，人机接口、互联、传感是这些产品必不可少的功能。

2012年，虚拟现实行业发生了一件具有划时代意义的事件——Oculus Rift虚拟现实眼镜诞生。这种眼镜之前作为实验品是美国军方研发的用于军事训练的成像设备，造价昂贵，便携度低。2018年，一款新型虚拟现实眼镜对成像分辨率做了大幅提高，并且将延迟和售价降到了合理区间，这款新型虚拟现实眼镜就是HTC VIVE，如图1所示。这种沉浸式的可穿戴显示器为第一人称游戏提供了优秀的交互方式，让玩家可以自由地观察虚拟世界中的场景，自行调整视角，极大地增加了玩家的沉浸感和自主性。

运动捕捉系统是一种用于准确测量运动物体在三维空间运动状况的高技术设备，其通过提前安装好的视频捕捉设备和物体上的跟踪器之间的配合，可以较为快速地将物体的运动数据记录下来。演员在穿上携带有传感器的特制服装后即可在视频捕捉器前表演一些肢体动作，这些动作在现实空间中的信息随后会被记录下来并用于控制虚拟角色的动作。起初，运动捕捉的过程耗时比较长，特制服装的重量也较大，整套系统的造价非常昂贵，演员使用起来并不方便。但是，国内一家公司在原有基础上优化了算法，降低了运动捕捉系统的延迟，使数据实现了实时传输，同时抛弃了服装并将传感器微型化，每一个大概只有指甲盖大小，并将其命名为“Perception Legacy”，如图2所示。同时，这家公司利用中国制造的价格优势，压缩原本高昂的成本。目前，“Perception Legacy”已经在相关公司得到广泛应用，相信在不久的未来，就可以进入千家万户。“Perception Legacy”提供了肢體信息输入的解决方案，在不久的将来，用户可以在虚拟世界中控制角色的许多行为，并自由地与虚拟环境中的很多事物进行互动，这将颠覆用户的人机互动体验[1]。

在虚拟世界中，用户想要控制角色进行较长距离的不间断移动，如何才能不被真实的空间所束缚，“OMNI”系统解决了这一难题。OMNI是一款可以监测跑动的跑步机。当用户在OMNI上跑步或行走时，履带会记录用户的步伐信息并传送至电脑，进而控制虚拟角色按照用户的方向和速度移动。这套系统已经将Oculus Rift集成进来，为一些游戏带来了前所未有的体感沉浸效果，如图3所示。从严格意义上来说，OMNI将并不能算作可穿戴设备，但其为用户提供了非常便捷的室内运动工具，也使用户可以身体力行地参与到虚拟环境中，且不必担心现实世界的物理障碍，为互动娱乐和健身提供了符合人体运动工学的数据获取方案。

从2012年到2018年底，可穿戴设备的发展已经进入了井喷期。其中，很多类型的可穿戴设备都发展到了可以真正推广到民用化的级别，这也为相应智能应用开发扫清了硬性障碍。同时，这些设备也在不断完善自己对各平台的接口。如果把握住新的技术方向，内容行业也可以提升互动性优势，加快进入市场的速度，尽早获得行业突破。

2 可穿戴设备未来发展趋势

预计到2020年，可穿戴设备的年发货量将达到2亿，其中，仅智能手表出货量就会达到惊人的1.61亿。随着物联网时代的不断发展，智能可穿戴设备巨大的市场潜力将有望得到充分发掘。未来，人与人、人与智能设备的连接将变得更加频繁，数据量也会更加巨大，对可穿戴设备性能及功耗水平都将提出新的要求。

2.1 功耗是未来智能可穿戴设备最重要的技术指标

通过优化传统的蓝牙技术，可以实现短距离数据传输的低功耗，这将大大延长智能可穿戴设备的工作时间。目前，蓝牙技术已经初步具备了以下几大功能。第一，可以在2.4GHz ISM频段中工作，数据传输速率可以达到2Mbps。第二，经过优化后，使蓝牙实现了长时间传输小段数据的功能。第三，更易于实施。当下，部分高端智能手机中已经配备了低功耗的蓝牙设备，已经有了进一步推广的基础。第四，相对于其他网络，蓝牙拥有专有协议和网状网络的优点。

2.2 智能可穿戴设备仍需要提升性能

为了进一步提升智能可穿戴设备性能，使其能满足网络大数据传输及高频连接需求，上游芯片厂商仍然需要不断提升数据的运算和传输速度[2]。

著名芯片制造商高通针对可穿戴设备推出了一种专用芯片，主要提高了智能可穿戴设备的连接性和安全性，在低功耗的情况下同时保证其具有优异的性能，满足主流用户的使用需求。

上游芯片厂商的不断进步，为可穿戴设备产业注入了一剂强心针，从根本上加快了可穿戴设备进入应用领域的速度。

2.3 感应器将大量植入日常服装

当下，智能服装只能针对特殊用途进行设计，属于某些行业的专用设备。像“Perception Legacy”这样的国内厂商，还没有将发展目标向日常服装靠拢。但是，随着3D打印技术的普及，智能服装的未来已经有了大致的轮廓。如Polo等知名时尚品牌已经开始展示其研制的最新智能服装（如图4所示）。在不久的将来，会出现内置LED、能随着用户情绪变色的裙子，甚至，在下雨前能检测空气湿度的衣服也将问世。

虽然这些高技术时尚服装对消费者来说仍属于标新立异，价格也比较难以接受，但其却是未来的定向标。智能服装正在蓬勃兴起，其将在未来具备更加实用的功能，更加时尚的外观，成为时尚的新宠儿。

3 可穿戴设备将深度影响应用行业

在可预见的未来，可穿戴设备将会深刻影响四大领域。

第一是基于数据的医疗。这种信息化的医疗通过智能可穿戴设备不间断收集用户的健康和运动数据。嵌入式的生物传感器将为医生快速做出准确的医疗诊断提供支持，同时让用户可以更加方便地对自身的健康状况有一个整体的认识，从而进行自我保健。

目前，医生只能获取病人曾经做过的医疗检测结果。由于这些信息是点状的，因此，数据可用性并不好，医生只能依赖经验将这些数据关联起来，进而做出诊断，并进行治疗。可穿戴设备可凭借持续监控功能，完善病人的病情数据，医生可以凭借这些准确的数据更好地做出医疗决策。通过日常数据和智能提醒，也有助于督促病患改善生活习惯。

第二是教练服务。这类新型服务能通过绑定在人身上的智能设备和服装监控用户的运动状态。智能设备能呈现用户的运动信息，并提醒用户改善运动计划甚至是运动姿势。这类可穿戴设备的发展目标是帮助用户保持身材，矫正坐姿和行走姿态。

为了实现教练服务的深入发展，数据的准确性和呈现方式是关键点。提高数据的聚合度，提高用户参与度，需要良好的数据获取硬件和优异的算法的辅佐。最终通过数据的反馈让用户自行探索适合自己的个性化健康改善方案。

第三是互动娱乐。可穿戴设备带来的新交互方式允许用户通过肢体动作来与设备互动。通过对大量的常见动作和手势进行分析，计算机能智能地识别出用户的动作和表情信息，帮助用户与新设备和新软件更方便地进行沟通，从而使游戏和互动电影等娱乐内容的体验更加人性化，使用户获得更好的沉浸感。

第四是身份驗证。可穿戴设备可以成为用户独特的身份标志。例如，心率节奏和血压变化等独特的数据表征，完全可以成为新型密码。在日常生活中，用户常常会忘记密码，一旦独特数据的识别能够实现，上述问题很快就能得到解决。例如，智能手表或智能服装可以测量用户的心率，并将具有特殊波形特征的心率信息转换为密钥。而未来更多的设备将具有感应功能，当用户靠近检测设备时，身上所有的穿戴设备能自动实现账号登录，进而极大地加快身份验证的速度。

4 结语

可穿戴设备随着5G技术和物联网时代的到来，将会更加深入地参与到人们的日常生活中，并逐渐重塑多种行业传统的运行方式，为这些行业的发展添加新的动力，甚至催生出新的交叉产业。

参考文献：

[1]徐兴标.数字媒体技术交互性对电影叙事机制影响及观众身份转变研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[2]耿怡，安晖，李扬，等.可穿戴设备发展现状和前景探析[J].电子科学技术，2014（2）：238-245.