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引 言
可穿戴計算機(jī)(Wearable Computer,縮寫為WearComp)是一類新概念、超微型、可穿戴的個人移動計算系統(tǒng),由于能夠被“穿戴”在身上,所以可實現(xiàn)人機(jī)之間自然、方便和直接的交互,使我們能以更自然的方式攜帶計算系統(tǒng)和獲得計算功能,最終要實現(xiàn)人機(jī)之間的“最佳結(jié)合與協(xié)同”。
可穿戴計算機(jī)是隨著電子器件的不斷微型化、性能的增強(qiáng)、無線移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟和廣泛應(yīng)用而出現(xiàn)的,也是人們對“計算”深入研究和認(rèn)識,追求“計算以人為本,人機(jī)合一”這一理念的產(chǎn)物。
可穿戴計算機(jī)在體系結(jié)構(gòu)、功能、形態(tài)、用途、操作模式,以及設(shè)計和開發(fā)方法上都將與現(xiàn)在流行的移動計算裝置(如筆記本電腦、掌上電腦等)不同,具有許多不可替代的功能,它將引發(fā)新的需求,開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域,用途非常廣泛。
可穿戴計算機(jī)的出現(xiàn)促成了一種嶄新和獨特的計算模式,即可穿戴計算(Wearable CompuTIng,同樣縮寫為WearComp),它從計算概念、人機(jī)關(guān)系、交互方式、功能和用途等諸多方面都不同于傳統(tǒng)的固定和移動計算模式,這種計算模式強(qiáng)調(diào)以自然的穿戴形式提供的計算功能,弱化機(jī)器的概念,計算系統(tǒng)不是以機(jī)器形式出現(xiàn),機(jī)器將最終從我們的視線中將消失,計算系統(tǒng)是嵌入在衣物、挎包、腰包、腰帶、手表、首飾或其他裝飾物等物品中的,我們體驗到的只是“服務(wù)”。在這種新的計算模式下,弱化以“傳統(tǒng)計算”為主要任務(wù),而是突出以增強(qiáng)人的能力和輔助人為目的,將使我們產(chǎn)生“計算依賴”,使我們需要計算就像需要衣物一樣。
可穿戴計算的思想和雛形早在20 世紀(jì)60 年代就出現(xiàn)了。目前形態(tài)可穿戴計算機(jī)(挎包和背心式等)的發(fā)明人應(yīng)該是目前在加拿大多倫多大學(xué)的Steve Mann 博士,他早在80 年初代就開始進(jìn)行可穿戴計算機(jī)的研究,他在MIT 攻讀博士的時候繼續(xù)了他的發(fā)明,并和其他研究人員一道形成了可穿戴計算研究方向,成為可穿戴計算研究領(lǐng)域的主流之一。另一股可穿戴計算的推動力量來自美國軍方,主要有兩個相關(guān)計劃,一是90 年代中期美國陸軍的陸地勇士(Land Warrior)計劃,其目的是研制一種以可穿戴計算機(jī)為核心數(shù)字化作戰(zhàn)單兵系統(tǒng);二是90 年代中期美國DARPA 的聰明模塊計劃(Smart Modular)。
1996 年在美國召開的兩次會議引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對可穿戴計算的廣泛關(guān)注。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”,當(dāng)時召集工業(yè)界、大學(xué)及軍方的專家探討未來可穿戴式計算機(jī)的潛力。另一次會議是1996年8 月,Boeing 公司在Seattle 主辦的第二次WearComp的專題研討會,工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和獨立實驗室的研究人員與管理人員到會,會議形成了硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、人的因素及應(yīng)用等五個專題報告。這兩次會議掀起了可穿戴計算研究的第一波熱潮,為即將來臨的可穿戴計算時代點燃了火種。值得注意的是,這首兩屆會議分別是軍方和工業(yè)界發(fā)起的,而不是學(xué)術(shù)屆,這從一個角度說明,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)纱┐饔嬎銠C(jī)的需求是直接和迫切的。
自此,國際上可穿戴計算已逐步成為計算技術(shù)前沿和熱點研究領(lǐng)域,許多發(fā)達(dá)國家的著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都成立了專門的研究中心和實驗室,競相開展了相關(guān)研究,如美國、加拿大、澳大利亞、日本、英國、德國、瑞士等等,競爭態(tài)勢已經(jīng)形成。中國也在20 世紀(jì)中后期介入了這個研究領(lǐng)域。
1997 年由IEEE 主辦了第一屆ISWC (InternaTIonalSymposium on Wearable Computers )可穿戴計算的國際會議,以后每年舉行一次會議,規(guī)模和水平不斷提高。IEEE專門設(shè)立可穿戴信息系統(tǒng)技術(shù)委員會TCWIS (TechnicalCommittee on Wearable InformaTIon Systems)。2000 年IEEE Pervasive CompuTIng 期刊出版了可穿戴計算的???。多倫多大學(xué)的Steve Mann 博士已有兩部關(guān)于可穿戴計算的著作出版, 一本是“ Cyborg: Digital Destiny and Human Possibility in the Age of the Wearable Computer ”,另一本是“Intelligent Image Processing”。.Virginia Tech 的Woodrow Bar -field 和University of New Mexico 的Thomas Caudell 共同匯編了“ Fundamentals of Wearable Computer and Augmented Reality”一書。目前有關(guān)可穿戴計算的論文已有上百篇之多,不少大學(xué)都推出了各種不同用途的可穿戴計算機(jī)樣機(jī)和系統(tǒng),至少已有幾十項相關(guān)發(fā)明專利。
計算機(jī)工業(yè)界幾乎是在 90 年代中后期同步跟入可穿戴計算這個新興領(lǐng)域。可穿戴計算整機(jī)和配件產(chǎn)品已投入市場,目前美國和日本都推出了具有實用價值的可穿戴計算機(jī)和專用器件(如核心模塊,單手鍵盤,頭戴顯示器等。作為新一代的計算機(jī),可穿戴計算機(jī)將形成一個新的產(chǎn)業(yè),市場潛力巨大,其社會和經(jīng)濟(jì)效益不可估量。
在應(yīng)用方面,美國已采用可穿戴計算機(jī)作為數(shù)字化單兵系統(tǒng)的核心。可穿戴計算機(jī)在電信、倉儲、快遞業(yè)等領(lǐng)域也已投入了實際應(yīng)用,在諸多其他應(yīng)用領(lǐng)域,可穿戴計算機(jī)已進(jìn)入試用階段,如航空航天、旅游、食品加工、醫(yī)療、消防、機(jī)器維護(hù)與安裝,以及野外勘探等等。
可穿戴計算是很有發(fā)展前景的下一代的計算模式,為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)提出了新的課題與挑戰(zhàn),將形成新的計算概念、理論和技術(shù)??纱┐饔嬎銠C(jī)的出現(xiàn)促使我們以全新的角度去審視計算機(jī),如人與計算機(jī)到底是什么關(guān)系、到底該怎樣利用和使用計算機(jī)、未來計算機(jī)的作用和地位是什么等。這將使人們對計算機(jī)的認(rèn)識在觀念上產(chǎn)生了變化。
可穿戴計算作為一種新的計算模式,可穿戴計算系統(tǒng)作為一種新的計算平臺,也將會給系統(tǒng)仿真注入新的活力,將可能形成新的仿真概念、模式、原理、技術(shù)和仿真系統(tǒng),并促成新的應(yīng)用。我們將這種基于可穿戴計算的仿真簡稱為“可穿戴仿真(Wearable Simulation)”,縮寫為WS??纱?/p>
戴帶仿真將DIS(分布式交互仿真)擴(kuò)展到移動狀態(tài),并分布到個人,是一種可隨個人移動的分布式仿真,是一種新的仿真框架,具有新的仿真功能和應(yīng)用模式,將可能成為的仿真領(lǐng)域新發(fā)展方向之一。