[摘 要]可穿戴計算機和全球無線網(wǎng)絡給人們帶來了更加方便的幫助，將可穿戴計算機應用于醫(yī)學領域能夠提供持續(xù)的監(jiān)管和治療。這也實現(xiàn)了1960年Manfred Clynes博士創(chuàng)造“受控機體（cborg） （Cybernetics organisms的合成詞）”一詞時的觀點，受控機體是一個人利用技術。文中介紹了可穿戴計算機的研究背景及意義，然后介紹了其發(fā)展歷程，對比了幾款國外的可穿戴設備，對其安全性做了一個說明，并分析了一下其應用前景。

[關鍵詞]可穿戴設備 健康檢測 應用前景

中圖分類號：TM725 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）01-0066-01

一、研究背景與意義

隨著生活水平的不斷提高以及城市老齡化比例的提高，老年人的健康問題越來越受到廣泛關注，研發(fā)一種可穿戴設備佩戴在老人身上，通過檢測老人的各方面身體狀態(tài)特征從而隨時檢測老人健康程度，并對檢測到的數(shù)據(jù)進行實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，通過訪問數(shù)據(jù)庫，從而及時有效的查看分析老人健康程度情況。

而“情感可穿戴計算機”是一種裝有能夠識別穿戴者情感模式的傳感器和工具的可穿戴系統(tǒng)。再配備上一個生物監(jiān)視系統(tǒng)，從而能夠隨時隨地測量心率、呼吸、皮膚傳導性、體溫、脈搏和肌電流等。關于戴上一些裝置來測量和交流我們的情緒的想法并不是新的，20世紀70年代的情緒戒指無疑屬于重新流行的時尚。這種戒指是通過測量皮膚溫度的變化作為辨別某些情感系統(tǒng)的一部分。而現(xiàn)在，這些可穿戴設備不僅能觀察用戶手勢、感覺心率、血壓和皮膚電反應的變化，幾乎身體的任何信號都可以用來作為對用戶進行分析的吸納所。如肌電流和皮膚電流等都特別適合于可穿戴技術的應用。所有這些信號從置于皮膚上的簡單的傳感器收集，并不會對穿戴者產(chǎn)生任何痛苦或不適。

二、可穿戴計算機的發(fā)展

最初幾年，可穿戴計算機設備仍被局限在學術和軍事領域的實驗室里。最早的可穿戴設備可追溯到20世紀60年代，第一個可穿戴設備是一個香煙盒大小的用于測量俄羅斯輪盤賭博所用輪盤轉速的鞋式穿戴計算機，它可以預計最后小球會停止哪里。1980年，加拿大的Mann發(fā)明了身背式結合可穿戴數(shù)字視頻攝像機、顯示器、計算機和無線電收發(fā)設備的可穿戴相機。1991年，CMU推出了用于瀏覽查看宅圖紙的Vuman1型可穿戴計算機。1995年，美國的俄勒岡大學開始研究野戰(zhàn)兵可穿戴計算機系統(tǒng)”U.S Arrays land warrior”。1996年在美國"19%年在美國召開了兩次會議，一次會議是1996年7月，美國國防部的DARPA贊助舉行了第一次WearComp專題研討會，題為2005可穿戴計算， 1996年8月，Boeing公司在seattle圍繞omp主辦了專題研討會"。1997年10月在美國的坎布里奇，CMU！MIT！GcorgiaTech聯(lián)合舉辦了首屆IEEE可穿戴計算機國際會議，此后每年舉辦一次"IEEE還專門成立了可穿戴信息系統(tǒng)技術委員會TCWIS"。

我國也在90年代末期開始介入這一新興的計算機前沿研究領域，可穿戴計算機的應用現(xiàn)在也被廣泛應用于工業(yè)制造業(yè)，邏輯學，醫(yī)學，訓練，質量監(jiān)控，人際交流甚至許多休閑娛樂領域。許多其他可穿戴計算機的應用程序越來概念化。更新更好的組件的迅速發(fā)展，無線通訊技術的有效性以及成本的降低使得可穿戴市場越來越廣闊。

三、幾種可穿戴設備的比較

當考慮到固定設備時可穿戴設備的發(fā)展不得不額外考慮到用戶的需求。同時，取代一個最開始設計的功能，同時使其具有可穿戴性，為避免再次設計的高昂成本，在設計過程中，需要考慮兩方面因素：

歐盟聯(lián)合多家研究機構開發(fā)的AMON腕式遠程醫(yī)療監(jiān)護設備可以對多項生理參數(shù)進行連續(xù)檢測、實時分析、診斷和報警，發(fā)現(xiàn)緊急情況時與監(jiān)控中心建立連接。AMON系統(tǒng)對生物傳感器的微型化進行研究，將血壓測量傳感器、反射式血氧飽和度測量、通信裝置以及處理裝置也都包含在了腕式設備中。實際使用中，由于受到人體運動等因素的影響，系統(tǒng)中某些參數(shù)的性能還沒達到臨床應用標準。

芬蘭POLAR公司針對保健、健身、減脂、跑步、自行車、戶外登山等不同人群的不同特點及需求提供個性化的產(chǎn)品方案。并根據(jù)檢測到的心臟及身體的負荷提供合理化的運動方案。

MIT和劍橋合作開發(fā)了LiveNet，可用于長期健康檢測的分布式移動平臺。其硬件包括：PDA、SAK2（傳感器hub）、傳感器集中板（三軸加速度傳感器、心電、心肌、皮電反應傳感器）。支持基于群體的通信、分布式大帶寬數(shù)據(jù)處理、實時數(shù)據(jù)處理。被應用于嚴峻環(huán)境下士兵的健康檢測、帕金森探測、癲癇發(fā)作探測和行為模型的研究。

WEALTHY是歐盟2005年完成的IST FPS項目，提供對老年人和慢性病患者提供健康監(jiān)護。通過纖維和紗線把傳感器、處理器及通信模塊與織物技術結合一起，實現(xiàn)心電、心肌、呼吸、運動狀態(tài)、溫度等關鍵生理特征的測量，從而分析健康狀態(tài)。

美國風和公司開發(fā)的Lifeshirt是全球第一個實現(xiàn)無創(chuàng)、連續(xù)和可移動采集生理參數(shù)的監(jiān)護系統(tǒng)。將傳感器嵌入其中可以記錄穿戴者日?；顒?0多個生理參數(shù)。其特點：可洗滌，輕便，能同時檢測呼吸、心電和運動參數(shù)。同時也可以使用PDA將系統(tǒng)中采集和存儲的數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)處理中心，并將結果提交給研究或臨床醫(yī)生。

哈佛大學開發(fā)了基于體域網(wǎng)的CodeBlue—多病人環(huán)境下醫(yī)療感器平臺。使用的Zigbee通信技術，用自行設計的生理數(shù)據(jù)采集板，該采集板包括ECG、EMG、血氧、動作信息采集。同時它支持用戶數(shù)據(jù)采集板、收發(fā)單元（醫(yī)生或護士手中的PDA）之間的通信；采用的RF定位技術來查找病人或醫(yī)務人要的位置信息。系統(tǒng)在30個節(jié)點情況下進行測試，其傳輸?shù)目煽啃?、帶寬、安全等方面有待進一步研究。

四、可穿戴設備的安全性

可穿戴計算機應該是一種幫助人們的工具，而不是打擾或侵犯隱私的工具。由于可穿戴健康檢測系統(tǒng)涉及到個人隱私，用戶的個人信息以及健康狀況只能對用戶個人以及醫(yī)生查看。因此隱私性要比情感可穿戴優(yōu)先考慮。設計系統(tǒng)應該注意鏈路通信（包括傳感器之間、穿戴系統(tǒng)和后臺服務之間）的加密和授權機制。這項問題是值得研究和解決的。如果穿戴者信任并自愿與科學研究人員分享信息，將有助于收集重要數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)進行分析，提供給人們需要的各種服務和幫助，進而開拓人機交互的新世界。

五、可穿戴設備的應用前景

隨著技術的發(fā)展，越來越多的科學家開始對可穿戴計算機產(chǎn)生濃厚的興趣，可穿戴設備也像智能手機一樣無處不在。包括脈搏血氧儀、葡萄糖監(jiān)測、心電圖（ECG）、助聽器、藥物輸送等類型產(chǎn)品的可穿戴式設備開始在醫(yī)療領域興起。在續(xù)航、無線連接傳輸、屏幕控制等方面的研發(fā)的設備都在尋求高品質的提高；無論是硬件制造商進入軟件領域亦或是第三方開發(fā)團隊，能夠為用戶提供更有針對性的軟件與服務成為贏得用戶的主要方面?？纱┐鳈z測設備可以變被動的疾病治療為主動的自我健康檢測。對健康風險進行預測，提出改善措施并及時進行檢測。遇到病情緊急狀態(tài)，其將會撥打120求助熱線同時對其家屬進行第一時間告知。除了健康管理與遠程監(jiān)控，可穿戴計算機所搜集的用戶病理數(shù)據(jù)與醫(yī)生給出的診療信息也可自動被匯入大數(shù)據(jù)庫。從而推動醫(yī)療手段的使用，提高治愈疑難雜癥的幾率?？纱┐髟O備在未來會影響人們的方方面面，而隨著情感可穿戴計算機的發(fā)展，它們可能成為人類的管家、秘書等等。提醒你正常作息，安排好你的 日程表等，幫助我們處理好生活的點滴。

參考文獻

[1] 黃志奇.可穿戴計算機可用性的關鍵問題研究：[博士學位論文].成都：電子科技大學.2009

[2]K.L.Jackson，L.E.Polisky SENTEL Corporation，Alexandrea，Virgina，USA.Wearable Computers：Information Tool for the twentyfirst Century.1998

[3]李娜.基于人體運動狀態(tài)識別的可穿戴健康檢測系統(tǒng)研究：[博士論文].北京工業(yè)大學.2013

作者簡介：

李玉環(huán)，女，漢族，天津師范大學研究生。