一、智能穿戴：一个被广泛关注的智能生活领域

在过去的几十年里,各种带有特效和神奇功能的智能穿戴常常出现在科幻作品中。近几年,随着物联网、人工智能等新技术的发展,智能穿戴技术和设备以其多功能、可集成等特点在人们的日常生活中引起了广泛的关注。

智能穿戴又名可穿戴设备,是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出的可以穿戴的设备的总称,如眼镜、手套、手表、项链、手链、服饰及鞋等。^[1]广义的穿戴式智能设备功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的智能功能。例如,智能手表或智能眼镜等,以及只专注于某一类应用功能,需要和其他设备(如智能手机)配合使用的各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变化,可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断地变化。^[2]

智能穿戴设备融合RFID 射频识别、红外线感应器、GPS(全球定位系统)、传感器、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)等技术,实现与人和环境的实时互动,并通过大数据和互联网云平台将相关数据和信息进行收集、处理并共享。

智能穿戴按功能可分为四类：智能定位类、智能监测类、智能交互类、智能材料类(如图6-1所示)。

图6-1 智能穿戴的种类

目前智能定位类的智能穿戴产品在市场上应用得最多、最广泛,主要有智能定位手表、智能定位鞋、智能定位服装等。

智能定位手表具有较强的信息处理能力,以定位为主要功能,集双向通话、SOS求救、远程监听、智能防丢、历史轨迹等于一体,比如,我们常见的小天才电话手表(如图6-2所示)。小天才电话手表是专门针对中国儿童设计的一款智能手表,它将优秀的儿童教育理念与现代智能科技结合在一起,针对儿童的需要,开发了打电话、智能定位、微聊、交友等多项功能。小天才电话手表目前在儿童市场销售较为火热,基本上有孩子的家庭都会为孩子购买这样一部智能手表。小天才电话手表如此受青睐的原因主要有以下几个方面。

图6-2 小天才电话手表^[3]

一是体积小,方便携带。手表不像书包这样体积大而重,基本上每个孩子都可以人手一部。

二是个性化设计,外形美观。即使是小孩子,也有自己独特的审美能力。小天才考虑到男孩、女孩对颜色的不同偏好,设计了不同颜色、不同款式的手表,以迎合儿童的口味,使他们乐意戴这种有吸引力的手表。

三是功能齐全,这也是最重要的一点。小天才手表最受欢迎的功能便是微聊和定位功能。当孩子一个人在家或者不在父母身边时,即使孩子身边没有手机可以打电话,也可以通过电话手表留言或者微聊联系父母。在孩子放学时,父母可以通过绑定在手机上的小天才电话手表App给孩子留言在哪里接孩子。特殊情况下,如果孩子没有等到父母来接自己走了,父母也可以根据手机App显示的定位找到孩子。

智能定位鞋除了本身的穿戴功能,最重要的便是它的定位功能。这类产品主要针对高龄老人和低龄儿童,兼具精准定位、远程守护、实景地图、紧急报警、历史轨迹、低电提醒、导航等功能。以智能童鞋为例,自2014年北京爱丽丝幻橙科技有限公司宣布推出全球第一款智能GPS定位童鞋——budiu智能定位童鞋(如图6-3所示)以来,智能定位鞋的市场便逐步扩大。budiu智能童鞋构造简单,鞋子里安装有一个芯片,与手机端的“budiu”App相连,家长便能通过手机客户端实时了解孩子的位置,且能看到孩子所在地的实景地图。此外,家长还可以给孩子划定一个安全区域。当孩子超出这个安全区域时,便会自动发出报警信号,将报警消息推送给家长,以达到实时定位、随时看护孩子的效果。利用budiu鞋的实时定位功能,家长还可以以孩子的位置为目的地,通过手机导航软件找到孩子,确保孩子的安全。

图6-3 步丢(budiu)鞋^[4]

智能定位服装与智能定位鞋设计原理类似,都是将具有智能定位功能的芯片嵌入服饰内,如鞋子内部,衣领、衣袖、纽扣上,甚至是服装饰品上。譬如“芭乐兔”创新推出的“走不丢的孩子”智能防丢童装、“小猪芭那”智能童装、“哈儿堡”智能童装等,在设定的距离范围内,都具有防丢、报警提示、搜寻功能,且孩子穿在身上舒适、安全,能够全天候使用,有效地解决了家长带孩子出去玩怕走丢、送孩子上学怕乱跑的问题。

智能定位类的智能穿戴除了智能定位手表、定位鞋、定位服装外,还有诸如智能定位书包、智能头盔、智能眼镜、智能手环、智能钥匙扣、智能徽章等一系列智能穿戴产品。这类产品的问世为孩子的出行安全提供了很大的保障。

智能监测类的智能穿戴设备的功能主要集中在健康监测、运动监测、环境监测方面。首先,智能穿戴设备可以对人体各项参数进行监测,如血压、心率、体温、睡眠质量等。通过对人体参数进行实时读取、记录与分析,再将这些参数统计结果反馈到用户手机上,从而为用户了解自身或者家人的身体健康状况提供有效的参考。譬如,智能变色服可以随人体温度的升高而变色,很好地监测家中老人或者小孩是否发烧。其次,智能穿戴设备还具备运动监测功能,可以对用户的登山、跑步等运动数据进行记录分析。最后,智能穿戴设备还能对周围环境数据进行读取,如室内温度、空调湿度、空气质量等,从而为人们的日常生活提供便利。

智能交互类的智能穿戴产品主要特点在“交互”上,目前市场上的应用还不多,尚处于一个尝试阶段。这类产品大多是将诸如芯片这类电子设备嵌入穿戴产品中,通过智能穿戴产品与人之间的信息“沟通”,接收指令并完成指令。例如,美国爱达荷州一个叫莫铎(Juan Murdoch)的男子发明了一种“会自动讲故事的睡衣”。会讲故事的睡衣的设计灵感来自快速响应矩阵码(QR Code)。莫铎在孩子的睡衣上设计了很多点,每一个点其实就相当于一个条形码。用智能手机配合“Smart PJs”App扫描这些点,每一个点就是一个故事。这些故事可以以文字的形式呈现在手机屏幕上让孩子自己读,也可以讲给孩子听。

智能材料类的智能穿戴产品是借助特殊材料或特殊面料制作成衣服,这些特殊材料本身的特性使得智能材料类服装具有与普通服装不一样的功效。譬如,美国于2016年提出了“革命性纤维与织物”的国家级战略计划,目标是融合传统和现代技术,开发具有可视、可听、可感知、信息传感、温度调节、抗菌、变色等功能的纤维织物产品。再如,英国设计师瑞安·亚辛(Ryan Yasin)发明的可与孩子一起“长大”的智能童装(如图6-4所示)采用的是一种褶皱的面料,可随着孩子身型而变宽拉长。且这种褶皱服装不仅防水,还可以机洗,在省时、省力的同时还节约了孩子的穿戴成本。

图6-4 可与孩子一起“长大”的智能童装^[5]

随着5G 时代的来临、物联网技术的进步、人工智能技术的发展,更多的智能设备将得到整合应用。智能穿戴设备将会如雨后春笋般“现身”于人们的生活中,并不断趋于多元化,使得我们的生活更加高效、便捷。