1、可穿戴计算机的研究摘 要可穿戴计算机和全球无线网络给人们带来了更加方便的帮助，将可穿戴计算机应用于医学领域能够提供持续的监管和治疗。这也实现了 1960 年 Manfred Clynes 博士创造“受控机体（cborg） （Cybernetics organisms 的合成词） ”一词时的观点，受控机体是一个人利用技术。文中介绍了可穿戴计算机的研究背景及意义，然后介绍了其发展历程，对比了几款国外的可穿戴设备，对其安全性做了一个说明，并分析了一下其应用前景。 关键词可穿戴设备 健康检测 应用前景 中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0066-01
2、 一、研究背景与意义 随着生活水平的不断提高以及城市老龄化比例的提高，老年人的健康问题越来越受到广泛关注，研发一种可穿戴设备佩戴在老人身上，通过检测老人的各方面身体状态特征从而随时检测老人健康程度，并对检测到的数据进行实时传输到数据库中，通过访问数据库，从而及时有效的查看分析老人健康程度情况。 而“情感可穿戴计算机”是一种装有能够识别穿戴者情感模式的传感器和工具的可穿戴系统。再配备上一个生物监视系统，从而能够随时随地测量心率、呼吸、皮肤传导性、体温、脉搏和肌电流等。关于戴上一些装置来测量和交流我们的情绪的想法并不是新的，20 世纪 70 年代的情绪戒指无疑属于重新流行的时尚。这种戒指是通过测量
3、皮肤温度的变化作为辨别某些情感系统的一部分。而现在，这些可穿戴设备不仅能观察用户手势、感觉心率、血压和皮肤电反应的变化，几乎身体的任何信号都可以用来作为对用户进行分析的吸纳所。如肌电流和皮肤电流等都特别适合于可穿戴技术的应用。所有这些信号从置于皮肤上的简单的传感器收集，并不会对穿戴者产生任何痛苦或不适。 二、可穿戴计算机的发展 最初几年，可穿戴计算机设备仍被局限在学术和军事领域的实验室里。最早的可穿戴设备可追溯到 20 世纪 60 年代，第一个可穿戴设备是一个香烟盒大小的用于测量俄罗斯轮盘赌博所用轮盘转速的鞋式穿戴计算机，它可以预计最后小球会停止哪里。1980 年，加拿大的 Mann 发明了身
4、背式结合可穿戴数字视频摄像机、显示器、计算机和无线电收发设备的可穿戴相机。1991 年，CMU 推出了用于浏览查看宅图纸的 Vuman1 型可穿戴计算机。1995 年，美国的俄勒冈大学开始研究野战兵可穿戴计算机系统”U.S Arrays land warrior”。1996 年在美国“19%年在美国召开了两次会议，一次会议是 1996 年 7 月，美国国防部的 DARPA 赞助举行了第一次 WearComp 专题研讨会，题为 2005 可穿戴计算， 1996 年 8 月，Boeing 公司在 seattle 围绕 omp 主办了专题研讨会“。1997 年 10 月在美国的坎布里奇，CMU！MI
5、T！GcorgiaTech 联合举办了首届 IEEE 可穿戴计算机国际会议，此后每年举办一次“IEEE 还专门成立了可穿戴信息系统技术委员会 TCWIS“。 我国也在 90 年代末期开始介入这一新兴的计算机前沿研究领域，可穿戴计算机的应用现在也被广泛应用于工业制造业，逻辑学，医学，训练，质量监控，人际交流甚至许多休闲娱乐领域。许多其他可穿戴计算机的应用程序越来概念化。更新更好的组件的迅速发展，无线通讯技术的有效性以及成本的降低使得可穿戴市场越来越广阔。 三、几种可穿戴设备的比较 当考虑到固定设备时可穿戴设备的发展不得不额外考虑到用户的需求。同时，取代一个最开始设计的功能，同时使其具有可穿戴性，
6、为避免再次设计的高昂成本，在设计过程中，需要考虑两方面因素： 欧盟联合多家研究机构开发的 AMON 腕式远程医疗监护设备可以对多项生理参数进行连续检测、实时分析、诊断和报警，发现紧急情况时与监控中心建立连接。AMON 系统对生物传感器的微型化进行研究，将血压测量传感器、反射式血氧饱和度测量、通信装置以及处理装置也都包含在了腕式设备中。实际使用中，由于受到人体运动等因素的影响，系统中某些参数的性能还没达到临床应用标准。 芬兰 POLAR 公司针对保健、健身、减脂、跑步、自行车、户外登山等不同人群的不同特点及需求提供个性化的产品方案。并根据检测到的心脏及身体的负荷提供合理化的运动方案。 MIT 和
7、剑桥合作开发了 LiveNet，可用于长期健康检测的分布式移动平台。其硬件包括：PDA、SAK2（传感器 hub） 、传感器集中板（三轴加速度传感器、心电、心肌、皮电反应传感器） 。支持基于群体的通信、分布式大带宽数据处理、实时数据处理。被应用于严峻环境下士兵的健康检测、帕金森探测、癫痫发作探测和行为模型的研究。 WEALTHY 是欧盟 2005 年完成的 IST FPS 项目，提供对老年人和慢性病患者提供健康监护。通过纤维和纱线把传感器、处理器及通信模块与织物技术结合一起，实现心电、心肌、呼吸、运动状态、温度等关键生理特征的测量，从而分析健康状态。 美国风和公司开发的 Lifeshirt 是
8、全球第一个实现无创、连续和可移动采集生理参数的监护系统。将传感器嵌入其中可以记录穿戴者日常活动 30 多个生理参数。其特点：可洗涤，轻便，能同时检测呼吸、心电和运动参数。同时也可以使用 PDA 将系统中采集和存储的数据传到数据处理中心，并将结果提交给研究或临床医生。 哈佛大学开发了基于体域网的 CodeBlue多病人环境下医疗感器平台。使用的 Zigbee 通信技术，用自行设计的生理数据采集板，该采集板包括 ECG、EMG、血氧、动作信息采集。同时它支持用户数据采集板、收发单元（医生或护士手中的 PDA）之间的通信；采用的 RF 定位技术来查找病人或医务人要的位置信息。系统在 30 个节点情况
9、下进行测试，其传输的可靠性、带宽、安全等方面有待进一步研究。 四、可穿戴设备的安全性 可穿戴计算机应该是一种帮助人们的工具，而不是打扰或侵犯隐私的工具。由于可穿戴健康检测系统涉及到个人隐私，用户的个人信息以及健康状况只能对用户个人以及医生查看。因此隐私性要比情感可穿戴优先考虑。设计系统应该注意链路通信（包括传感器之间、穿戴系统和后台服务之间）的加密和授权机制。这项问题是值得研究和解决的。如果穿戴者信任并自愿与科学研究人员分享信息，将有助于收集重要数据，通过大数据进行分析，提供给人们需要的各种服务和帮助，进而开拓人机交互的新世界。 五、可穿戴设备的应用前景 随着技术的发展，越来越多的科学家开始对
10、可穿戴计算机产生浓厚的兴趣，可穿戴设备也像智能手机一样无处不在。包括脉搏血氧仪、葡萄糖监测、心电图（ECG） 、助听器、药物输送等类型产品的可穿戴式设备开始在医疗领域兴起。在续航、无线连接传输、屏幕控制等方面的研发的设备都在寻求高品质的提高；无论是硬件制造商进入软件领域亦或是第三方开发团队，能够为用户提供更有针对性的软件与服务成为赢得用户的主要方面。可穿戴检测设备可以变被动的疾病治疗为主动的自我健康检测。对健康风险进行预测，提出改善措施并及时进行检测。遇到病情紧急状态，其将会拨打 120 求助热线同时对其家属进行第一时间告知。除了健康管理与远程监控，可穿戴计算机所搜集的用户病理数据与医生给出的
11、诊疗信息也可自动被汇入大数据库。从而推动医疗手段的使用，提高治愈疑难杂症的几率。可穿戴设备在未来会影响人们的方方面面，而随着情感可穿戴计算机的发展，它们可能成为人类的管家、秘书等等。提醒你正常作息，安排好你的 日程表等，帮助我们处理好生活的点滴。 参考文献 1 黄志奇.可穿戴计算机可用性的关键问题研究：博士学位论文.成都：电子科技大学.2009 2K.L.Jackson，L.E.Polisky SENTEL Corporation，Alexandrea，Virgina，USA.Wearable Computers：Information Tool for the twentyfirst Century.1998 3李娜.基于人体运动状态识别的可穿戴健康检测系统研究：博士论文.北京工业大学.2013 作者简介： 李玉环，女，汉族，天津师范大学研究生。
