可穿戴技术与功能

来源：传感器技术

可穿戴技术指的是可以穿在身体上的智能系统。这种可穿戴技术的类型用于行为建模，健康监测系统，信息技术与媒体发展。可穿戴计算技术尤其还用于需要计算机技术支持的应用，当使用者的双手，声音，手臂或者身体其他部分等积极活动的时候。

“可穿戴计算技术“在包括用户界面设计，增强现实技术，模式识别技术，对于特殊应用或者帮助残疾的可穿戴使用，以及电子织物行业和时尚设计的研究领域一直是一项热门的研究课题。许多问题都与可穿戴计算技术息息相关 ，移动计算，普适计算，环境智能和普适计算研究团体，包括了能源管理和散热，软件编写无线领域和个人领域网络。

可穿戴计算技术的主要特征是相容性。即是说计算机和用户之间持续的交互，不用打开或者关闭设备。另一个特征是能够多任务。它不需要终止你当前正在使用的设备;被增强到其他所有行为。这些设备能像假肢一样通过用户合并起来。因此该技术能做为使用者思想和肢体的延伸。

可穿戴设备市场内的产品种类繁多。我们熟知的有：智能手表、头戴式显示器(HMD)、可穿戴相机、智能手环、智能服装、心率胸带、运动手表、智能蓝牙耳机及其他穿戴设备等。各类可穿戴设备的市场接受程度及产品成熟度各不相同。具体如下：

生物认证

得益于智能手机中生物认证传感器的指纹认证功能，生物认证已逐渐跻身主流。由于可穿戴设备具有“贴身”特性，而新型传感器可以捕捉并生成更为复杂、可靠且难以篡改的生物认证身份，预计生物认证将被更广泛地应用于可穿戴设备。

另一个主要用途是可穿戴设备的生物认证支持行动支付。我们已对智能手机的指纹支付认证深有体验。目前，苹果Watch、三星GearS2等可穿戴设备的生物认证可以通过智能手机预载的行动支付解决方案用于购买商品。此外，腾讯Qkey手环也具备特定的支付功能。Gartner预测，到2020年，超过45%的已售智能手表将无需手机即可完成移动支付。

移动健康监测

可穿戴健康监测设备可收集并监测体重、血压、血糖、心律、睡眠和皮电反应等生理指标，然后将这些数据上传给移动应用程序和云服务进行监测、分析和反馈。根据可穿戴设备是否具备医疗认证和用户协议，所收集的数据还可以发送给医生，用于监测和改善患者护理。该技术领域将促进医学研究，启用新的远程医疗方案，改善医疗护理，对于慢性病患者而言意义重大。移动健康监测与生物识别可穿戴设备将通过咨询和个性化咨询服务带来新的业务收入，同时还能降低成本，更好地利用医疗资源并提升医患关系。新兴市场对此项技术具有强烈的本质上的需求，因为偏远地区医疗资源不足，对他们而言是一個普遍存在却又急需解決的问题。

能量采集实现能源提升

能源提升是指利用能量采集技术获取能量，以增强电池功率并延长充电后设备使用时间。无线电波、温差、太阳能和机械振动都可以是能量采集的來源。这项技术可以产生额外电力来延长可穿戴设备的電池使用寿命，减少设备运行的成本并改进用户体验。人们放弃健身设备的原因之一是他们总忘记充电。如果充电频率能够从几天一次延长到一周一次，人们的使用模式就会改变。

智能教练

智能教练功能与可穿戴健身设备的相关性最大。Gartner将这类设备分为五小类：手环、智能服装、心率胸带、运动手表和其他健康监测仪。智能教练是指可穿戴健身设备的一项功能，它可收集多种生物认证数据，并通过智能软件和分析工具即時向用户发送健身建议、反馈和通知。用户可以利用教练功能进行特定健身任务或培训，收取有关智能健身提示信息以提升健身效益或防止运动伤害。我们相信这种功能将进一步提升目前可穿戴健身设备的价值主张。

虚拟个人助理(VPA)

智能手表和手环在外形上没有屏幕或屏幕和控制元件很小，而这会对使用者操作介面带来挑战。虚拟个人助理可以突破此障碍，逐渐以高度情景化模式推动用户通过可穿戴设备获得智能化建议，例如：通行、指导、日程管理、待办事务管理和消息优先级等。可穿戴传感技术将发展并结合不同的的生物数据资讯(如：心率皮电反应)以实现用户情景化, 最终使虚拟个人助理基于用户的情感/情绪状态来提供建议。此外，可穿戴设备还将在向智能手机提供更多生物识别数据点方面发挥核心作用，甚至超越了智能手机面部识别的情绪感应功能。这一发展前景对于推广智能手表和手环的价值主张和优势至关重要，并将最终提高其普及程度。

嵌入式安全

层出不穷的可穿戴设备为用户带来新一代设备并逐渐进入企业内部。消费者和各企业机构一直忧心于智能手机和其他设备的安全保障问题，而这些问题如今正在可穿戴设备上浮现。安全保障措施可以部署在各级软件和硬件内，而嵌入式安全从硬件(芯片)的角度所执行的安全措施將会大量被采用。

适型电子技术

适型电子技术是指封装在柔性和弹性聚合物材料中的跟踪和电子元件技术，基于此技术，我们才得以制造舒适贴身的生物皮肤贴、电子皮肤、电子纹身、智能服装、手环、运动手表和智能手表。适型电子技术将聚合物印刷与蚀刻相结合，利用真实导线进行连接，并整合了印刷、蚀刻与专为电子技术制造的细小真实导线元件。在可穿戴设备领域，此类技术可以让柔软的适型计算元件舒适地包裹或贴附在身体的不同部位，从而实现非侵入的精确测量或触诊。

可穿戴设备处理器

可穿戴设备处理器是一种面向应用的标准产品(ASSP)或集成电路(ASIC)，也是专为可穿戴设备市场设计的芯片级系统或封装系统(SiP)。不同于传统上用于可穿戴健身设备市场的通用微控制器(MCU)，可穿戴设备处理器整合了处理及其他必要功能但其成本要高于比传统的离散解决方案。这些可穿戴设备处理器为可穿戴设备带来最高的价值主张，因为可穿戴设备需要更先进操作系统(如AndroidWear或Apple Watch OS)，下载并运行应用程序，管理复杂的显示程序、多媒体、传感器接口与通讯。

虚拟现实与增强现实(VR与AR)

虚拟现实与增强现实可被有效地用于智能手机和平板电脑。但虚拟现实与增强现实应用在可穿戴设备另属于沉浸式技术的范畴, 相较于传统的人机介面技术，它们更加关注人类感官的实际感受。今日, 用户经由头戴式显示器來实现沉浸式的感官感受, 大量的虚拟与现实环境的讯息必须即时与使用者交互并反馈,这需要高效能的运算能力來实现。一般消費型的设计利用手机的运算功能, 屏幕于App加套件构成头戴式显示器以实现虚拟现实与增强现实应用,玩家型的头戴式显示器需搭配高档的PC來实现,在商业的领域应用则需搭配特制的內容或特殊的规格。未來,虚拟现实与增强现实将搭配多样的可穿戴设备来提升它们的沉浸式感官感受。

精确动作识别

运动/动作跟踪以可穿戴设备内部使用的陀螺仪、加速计和磁强计等各种动作传感器为基础，常与传感器融合算法相结合，以便确定并区分不同类型的动作。今天市场上的大部分健身设备都具备高精度的简单计步功能。复杂度更高的传感器和传感器融合算法可使误差降低到2%到5%，特别是后者让可穿戴设备的功能远远多于简单计步。