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會照顧人的衣服?智能衣知多少(一)有智能的穿戴式裝置與物聯(lián)網(wǎng)

2019-02-20 08:48 scitechvista

導讀:約十萬年前開始,當人類學會用獸皮與樹葉來遮蔽身體時,“衣物”就因為人的各種需求而不斷地再改變。數(shù)萬年前學會紡織,得以大量制作衣物。數(shù)千年前開始養(yǎng)蠶取絲,編織絲綢,使衣物更舒適。

圖片來源:https://pixabay.com/photo-1979136/

約十萬年前開始,當人類學會用獸皮與樹葉來遮蔽身體時,“衣物”就因為人的各種需求而不斷地再改變。數(shù)萬年前學會紡織,得以大量制作衣物。數(shù)千年前開始養(yǎng)蠶取絲,編織絲綢,使衣物更舒適。當人類文明開始高度發(fā)展的時候,衣物已經(jīng)不只是保護身體,還有裝飾與象征身份地位的意義在。在當代,各地文化造就衣服與飾品琳瑯滿目。

在科技蓬勃發(fā)展的今天,我們第一次能對身上的服飾賦予智慧。像是讓衣服來幫我們注意身體健康,讓眼鏡能夠告訴我們街上店家的優(yōu)惠,又或者是讓鞋子來幫我們管理體重與運動。以后服飾將不再只是被動的穿在身上,它被賦予能夠主動的幫助我們解決生活上等疑難雜癥,提升我們的生活質(zhì)量。

聰明的發(fā)明來自扎實的科技基礎(chǔ)

要讓服飾變得聰明且具有智慧,首要條件就是要讓它能夠有基本處理信息的能力,所以工程師在服飾上裝上計算機,當然不是像桌面計算機這樣大一臺,而是小小的,僅如火柴盒般一樣的大小。歸功于科技的進步,這么小一臺的計算機,雖然不能像桌面計算機或是服務器有強大的運算功能,但基本的信息處理都是沒有問題的,并且這樣的計算機還有一個優(yōu)點,即為省電,所以特別適合裝在隨身帶著走的物品上。此計算機因為微小并固定在特定物品上,因此有一個特別的稱呼─“嵌入式系統(tǒng)”。


1945年的加速度計。(圖片來源:http://qringtech.com/wp-content/uploads/2014/01/HistoryOfTheAccelerometer.pdf)1945年的加速度計。


當今的三軸加速度計。(圖片來源:https://www.technologyreview.com/s/530166/a-new-chip-could-add-motion-sensing-to-clothing/)當今的三軸加速度計。

能夠讓服飾幫助我們,還需感謝另一項技術(shù)─傳感器的進步。在幾十年前,各種能夠采集自然界訊號的傳感器,準確性與大小都差強人意,但由于材料與技術(shù)的進步,現(xiàn)在的傳感器已經(jīng)小到能夠隨身攜帶,不妨礙活動了。如:加速度傳感器,早期的加速度傳感器有點像聽診器,比巴掌還大,并且只能測量單方向,現(xiàn)在則比一圓硬幣還小,并能夠測量空間中各方向的加速度。以及測量人體皮膚上生物電訊號的電極貼片,傳統(tǒng)使用凝膠的貼片,只能單次使用并且穿戴不便,現(xiàn)在則能夠使用新的材質(zhì)直接制作在衣服上,只要穿著衣服隨時能夠測量。


采用導電纖維的智能衣,搭配專屬的傳感器,能在運動時監(jiān)控心跳。(圖片來源: http://www.aiqsmartclothing.com/product-service/bioman-plus/)采用導電纖維的智能衣,搭配專屬的傳感器,能在運動時監(jiān)控心跳。

有了嵌入式系統(tǒng)與傳感器,人體數(shù)據(jù)的收集與處理就不再是難題了,但這樣的裝置往往有個問題,即為─“讓人與機器溝通的人機接口”。為何這樣說呢?原來是因為設(shè)計上通常為了省電與體積之因素,負責處理數(shù)據(jù)的嵌入式系統(tǒng)并不會附上屏幕與按鈕,所以用戶往往不能直接閱覽量測的結(jié)果。幸好現(xiàn)在的通訊系統(tǒng)十分發(fā)達,由嵌入式系統(tǒng)處理完的信息,能夠經(jīng)由Wi-Fi來傳輸至網(wǎng)絡上,又或者透過藍芽裝置,傳輸?shù)饺耸忠恢У闹悄苄褪謾C來觀察量測結(jié)果。這樣的概念即與時下最火紅的技術(shù)之一─物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,簡稱IoT)之概念不謀而合。

正式進入應用階段的物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是將萬物連結(jié)在一起。為什么要將萬物連結(jié)在一起呢?原來,不論是什么物品,都會帶有自己的一些信息,如:是否正在被使用,或是使用的方式是否正確等…。林林總總的信息如果被收集起來,則能夠讓物品受到更妥當?shù)陌才偶氨皇褂谩M瑯拥母拍?,此技術(shù)如果應用在工業(yè)上,就能把訂單、生產(chǎn)線、倉儲管理與運輸做更為妥善的分配與安排,降低不必要的浪費,因此,物聯(lián)網(wǎng)即可稱作為“工業(yè)4.0”。現(xiàn)今的物聯(lián)網(wǎng)也與各個領(lǐng)域如火如荼的展開合作,讓各個領(lǐng)域不僅都能夠享有此便利性并且更加有效率地解決問題。

而有智慧的服飾就是物聯(lián)網(wǎng)與穿戴式裝置兩大領(lǐng)域碰撞所產(chǎn)生的火花,讓服飾從此有了新的使命,一方面能幫助人們與世界互動,一方面能幫助人們觀察自己。例如:有些智能手環(huán)能夠借助收集肌肉的些微振動,來分析手部正在做何種動作,所以當你想要轉(zhuǎn)換頻道或是調(diào)整音量大小聲,則不再需要拿遙控器按按鈕,只需要揮揮手就可以了。而現(xiàn)今許多的智能衣,能夠長時間的監(jiān)測心律并上傳至云端,除了能掌握自己一天的活動量,還能夠拿來作為醫(yī)療診斷的依據(jù)。所以從眼鏡、耳環(huán)、首飾、衣服到鞋子,每個配件都能扮演新的角色,人從頭到腳就能成為一個小型的物聯(lián)網(wǎng)。

來自人體的限制是當前科技最大挑戰(zhàn)

在設(shè)計一個新產(chǎn)品的時候,首先要考慮的就是他的使用情境與對象。所以對于設(shè)計一個穿戴式的物聯(lián)網(wǎng)來說,首先要考慮的對象就是人體,而人體精巧而復雜的運作方式,會限制設(shè)計的空間。例如:肌電訊號的測量,對于該技術(shù)來說,傳感器越密集量測就越為精準,一家智能衣公司如想設(shè)計一款紀錄肌肉運動的智能衣,就會面臨到精準度與成本的拉鋸。加上越多的傳感器也意謂著有越多資料需要被處理與傳輸,這對于嵌入式系統(tǒng)與傳輸科技也是一大挑戰(zhàn)。

無可避免的沖擊

智能穿戴式裝置對人類來說,是一個全新的媒介,不論是向內(nèi)到身體狀況或向外與世界溝通,都給予了新的可能性。并且不只是可能性,智能穿戴式式裝置亦是一個尚在發(fā)展中的商機,根據(jù)BCC Research,穿戴式運算在2017年的市場價值就有197億美元,而預估到了2023年,整體市場會達到823億美元。這也意味著將有大量的智能穿戴式裝置進入你我的生活之中,改善生活質(zhì)量。甚至是后續(xù)基于智能穿戴式裝置的服務也是值得期待的。