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穿在身上的IT

2005-12-08 09:29 作者:吴戈 2005年第44期
电脑与人之间正越走越近,便携式迟早会过时,未来的时尚是穿戴式

电脑与人之间正越走越近,便携式迟早会过时,未来的时尚是穿戴式。

人机一体

11月3日,韩国首尔江南区三成洞国际会展中心举行了一场“穿戴式计算机时装秀”。这样的时装秀,在3个月前的亚太经合组织中小企业部长会议期间就在大邱举办过一次。不止是韩国,让计算机成为身体的一部分已经是许多实验室努力的方向。

笔记本计算机再小,还是以计算机为中心的思维,需要使用者凡事配合计算机。穿戴式计算机是“无所不在的计算”概念的产物,早在尼葛洛庞帝的《数字化生存》中就有设想:“未来数字化服装的质料可能是有计算能力的灯芯绒、有记忆能力的平纹细纱布。”英特尔总裁克雷格·贝瑞特也曾谈到:“未来的PC不会是方方正正的,为了凸显人性化的特质,PC会以各种形状、大小融入日常生活中,像变色龙一般成为周遭环境的一部分。”

进入21世纪以来,不断有人预言智能服装的出现,它们可以传递信息、改进你的高尔夫球技,还可以根据天气改变颜色。Heriot-Watt大学纺织与设计学院的乔治·斯泰利奥斯教授相信:二三十年后,计算机、电话和电视都可能成为个人服装的一部分。穿戴式计算机继计算机历史上的指令界面和图形界面之后,将开创新的身体界面。

最早的穿戴式计算机出自20世纪80年代初的高中生史蒂夫·曼恩(Steve Mann)之手,它的发明将显示器像眼镜一样架在眼前,输入设备是一个可以单手操作的按钮和定点设备,实际上是背包式的无绳计算机系统加上无线通讯等设备,笨重而生硬。他的最初目的是用于视觉艺术,头戴庞大的阴极射线管显示器和分别用于接收和发射的通讯天线,80年代中期将电视移到腰带上,80年代末将摄像机取景器做显示屏。如今,38岁的史蒂夫·曼恩已经是美国麻省理工学院和加拿大多伦多大学的教授,继续研究的“智能服装”已经能将摄像机、麦克风和耳机全部集成在眼镜上。

1997年10月,国际电机电子工程师学会(IEEE)计算机协会在马萨诸塞州召开了首届国际穿戴式计算机研讨会。到1999年10月,IBM日本公司推出的穿戴式计算机已经玲珑得多,别在腰间的主机如随身听一般大小,控制器像一只纽扣握在手指间。

要将个人计算机的功能移植到身上,将面临设备和功能微型化的挑战。现有的笔记本电脑的沉重主要归咎于电池,继续穿在衣服上无法想象。除了芯片的超低功率设计,也需要太阳能和燃料电池等新电源,最诱人的前景是把人体运动的动能或身体与环境的温差转换成电能,目标是不需要电池。德国Infineon公司利用太空技术研制了硅热发电芯片,利用衣服与皮肤表面一般情况下5℃的温差,可以提供每平方厘米功率1毫瓦,电压5伏的能量,足够一些医疗传感器或芯片使用。键盘和鼠标也需要抛弃,代之以触摸屏、语音,甚至脑电波输入,如果非要键盘,它可以是一块衣襟,也可以是由光束投射在任何平面上的虚拟键盘。显示屏可以像报纸一样卷曲已不是新闻,图像投射到眼镜镜片上也不难,最先进的是直接投射到视网膜上。至于耳机,肯定要充当语音系统、播放机和无线通讯的重任。

有了这样的计算机,你随时可以办公、上网、发邮件、听音乐和看电视,但既然随身拥有强大的信息处理能力,当然不会满足。穿戴式计算机更大的价值还在于随身拥有全新的感知能力。由于早期成本较高,这些能力的应用首先集中在军事、医疗、救灾等领域。未来战场上,士兵的眼镜将具有夜视、瞄准、GPS定位等多种功能,类似于战斗机上的航空电子设备,所有士兵共同构成灵活的分布式移动信息网络。消防队员将随时掌握自己和幸存者在现场的位置。救护人员可以在灾害现场进行远程会诊。飞机维修技师可以在飞机肚子里调用总部的技术资料。每个记者都可以具有现场直播的能力。

对个人而言,穿戴式计算机将更自然、更人性化地融入生活。早在1997年的《智能服装:穿戴式计算机与穿戴式计算》一书中,史蒂夫·曼恩就描绘了这种人性化生活:当你跑步时,带传感器的鞋会测量步频、步幅等信息,结合心率等生理信息,可以提出训练计划,通过音乐提醒你调整节奏,还能使跑步者之间相互联系,通过眼镜交换视野。对病人或过敏者,穿戴式计算机可以测量呼吸、心率、血压、出汗、体温、肌肉反应、皮肤电等信息,判断你的健康和情绪状态,提出保健建议或向医生发出报警。即使夜晚脱下智能服装,智能内衣也能根据你的体温控制暖气或空调。每个人的病历都存在自己的服装内。当然,你也可以享受“情感探测”,即使天各一方也能倾听她的心跳。

IBM公司Almaden研究中心开发的穿戴式眼镜照相机,能在新认识客人时拍下快照,利用图像内容搜索软件,一年后你们再遇到时,电脑能认出这张脸是谁,并通过你的耳环悄悄告诉你。如果你度假时看到一件东西却来不及买,眼镜可以把它拍下来,上网搜索到以后,只需按下项链上的一个按钮就可以订货。在旅游和参观展览时,你可以让朋友共同体验。不放心家里或办公室的人,可以随时看到并控制有关设备。

从首饰到面料

语音输入和图像识别等技术的成熟是整个计算机领域的目标,对穿戴式计算机本身来说,最大的任务还是解决人机界面和生理舒适性问题,谁也不喜欢电线和硬塑料盒贴在身上的感觉。但要将太多功能彻底融入衣襟内,目前还有很多瓶颈,比如屏幕和输入界面都更小。因此暂时先搞界面更简单的单个设备是更明智的办法,这就是穿戴式数字化珠宝。比如作为麦克风和录音机的胸针或项链,作为耳机的耳环,用来输入文字或拨号,甚至集成了小显示屏的手镯,戴在手腕的信用卡读卡机和数码摄像机。IBM数字化珠宝项目首席科学家卡梅伦·迈纳(Cameron Miner)说:“如果你习惯一直都戴着什么东西,也许这个也可以戴着。”这些功能还可以进一步融合,台湾厂商已经推出带USB接口和激光指示器的钢笔,以及与手表和无线耳机融为一体的MP3。

高端产品也正在迅速平民化。Microvision公司的“流浪者”(Nomad)平视显示器可以安装在眼镜或棒球帽上,用一束无害的红色激光将信息直接投射到视网膜上,信息来自腰带上薄薄的客户机模块,无线连接的键盘可以装在手臂上。首批产品“流浪者专家技师系统”能提供汽车仪表盘的显示,重量约0.45公斤。销售副总裁汤姆·桑科说:“虽然价格仍高达3995美元,但与美国军方在伊拉克使用的早期型号的10000美元相比,已经便宜得多。”目前该公司正与佳能联合研制消费电子型号,最新型号仅重112克,可与腰带上的小键盘无线连接,还能通过Wi-Fi与附近的服务器连接,两三年后Nomad CE模块就可以轻松装入一副墨镜中。

通过在服装面料里铺设导电金属纤维,将身上不同位置的电子设备连接起来的初级产品出现于2000年,李维牛仔和飞利浦公司共同研制的多媒体夹克嵌有手机、耳机与MP3,售价高达2300马克,2004年Infineon与运动服制造商O'Neill公司开发了整合有MP3、蓝牙手机与耳机等产品的Hub滑雪夹克,也由导电纤维将芯片模块和纤维键盘、头盔扬声器连接起来,麦克风藏在领子里。Infineon与Rosner服饰设计的MP3blue电子夹克也整合了MP3、耳机、麦克风和蓝牙技术,缝在袖子上的按键甚至可以水洗,但整套服装还不能洗涤。

真正的穿戴式电脑有赖于与服装面料、配饰的完全整合,现有的多数传导性织物还只限于自动加热的汽车座椅等产品,今后面料本身就能传递数据和能量,获取信息。你能想象哪天早上把地址簿和影集与你的袜子一起穿上吗?遍布塑料发光二极管的面料还可以使你随心所欲地改变图案。

麻省理工学院媒体实验室的雷米·波斯特说:“我们现在用丝织的透明硬纱等材料掺入金属线,在服装厂就可制成传导性织物,可以直接焊接二极管等电子器件,形成完全由织物制成的键盘、图形输入界面或传感器,这些传感器、按钮和开关可大可小,可以制成需要的形状,还能卷曲、洗涤甚至当作垫子用。”英国电信公司研究实验室的未来学家伊安·皮尔逊则预测了更先进的技术:“有机电子元件——导体与半导体塑料——将最终使装满电子装置的服装能够经受最残酷的环境:自动洗衣机的蹂躏。”与该公司合作的伦敦时装学院时尚研究专家山迪·布兰克说:“iPod证明的技术也可以时尚的理念真正刺激了可穿着技术。时尚产业正打算将iPod的简便和强大的功能引入服装面料。”

现有的无线电射频识别系统的芯片已经可以和面料整合在一起,包括防水层在内厚度仅1.5毫米,而且不怕折叠和熨烫。不久以后,制成面料的纤维本身就能织入柔韧而不受侵蚀的导电塑料。Santa Fe科技公司已经开发了能耐受纺织和缝纫的传导聚合物Panion,计划2007年大规模投产。

布兰克预测:带有“软电路”的织物可以制成多种多样的服装和饰物,从最简单的按键到微型计算机。也许轻轻一按坐垫图案中的一朵花,就能改变电视频道,按一片叶子,就能关掉电视(当然,这要防止你家的猫捣乱)。通过软电路把织入织物的塑料发光二极管连接起来,就能轻而易举地把衣服变成这个季节最流行的颜色。有机软线路还可以连接记忆芯片和柔软的“电子纸”显示器。皮尔逊说:“一个64K的记忆芯片现在只有几毫米宽,可以在衣服里植入不少。如果存储量足够,你就可以在衣服里携带大量的文件、音乐和视频,别人完全看不出它们存在哪里。”

衣服还可以变成“个人局域网”的一部分,在这种数字概念中,你服装内的电子装置会与你的手机和PDA等手持设备联网,如果你愿意,还能与其他人身上的装置通讯。皮尔还说:“你可以在人与人之间进行无线数据交换,或许是在酒吧里通过智能首饰来完成。你可以表达你的喜好,这会帮助你更快地找到情投意合的约会。”

据VDC公司《穿戴式计算机全球市场》的报告预测:全球穿戴式计算机市场总额每年增长51%,到2006年将达到5.63亿美元。乐观的估计,包括智能织物在内的全球潜在市场到2006年将超出13亿美元。不过近年智能织物的应用仍以医疗和工业用途增长最快,IDC公司的理查德·迪安认为:“穿戴式计算在消费电子领域发挥潜力的前提是价格变得可以负担。”

穿戴的后果

2004年6月,微软公司取得了一项专利——利用人体传递直流或交流脉冲,作为穿戴式电子产品的能量和数据传输渠道。德国Ident技术公司也设计出在静电场作用下通过皮肤传输数据的概念。但现有的穿戴式计算机技术要面对的还不仅仅是与“无形计算机”的差距,在1997年的书中,史蒂夫·曼恩狂热的设想已经显示了更多的伦理问题。

史蒂夫不止将穿戴式计算机当作代替随身听、MP3、手机、录音机、摄像机、笔记本电脑和PDA等一大堆零碎的概念,而是将它视为人体的自然延伸,把它提到了存在主义的高度,提出了“存在媒体”的概念。的确,当计算能力可以随时与人体一体时,从外部直接获取信息就是顺理成章的需要。当你在大脑之外,多了一种数字化的信息捕获、显示、处理和传输手段时,计算机就必然会对你的自我意识和个人—社会交往产生影响。

史蒂夫最热衷于想象的是感官能力猛增的后果,他说:“当取景器将成为人的另一只眼睛,你将生活在一种‘媒体化的现实’中。”这也是一种监视能力,没人知道街头遇到的人是否在用他身上几乎肯定会有的摄像机。不过史蒂夫认为:常人拥有了机构才有的监视权,反而会形成一种有趣的平衡,因为你在拍我时,我也在拍你。在某种意义上,穿戴式计算并不比现在到处隐藏的监视器更侵犯他人隐私。相反,人人都有记录能力,也许能威慑犯罪。在史蒂夫的“安全网”(SafetyNet)概念中,穿戴式计算机也是一种个人安全装置,持续、不易破坏的个人活动记录就像飞机的“黑匣子”一样。不过,史蒂夫的进一步想象就有些简单化了。他提出:“如果采用生物传感器记录人的心率和步伐,当心跳加快而步伐不动时,一定是在做什么紧张之事,比如掏枪。”显然,此公好像忽略了看到美女的情况。根据这种迹象,他认为可以通过网络让其他人产生一种危机信息,从而避开有威胁者。加上相互采用自动面部识别技术,可以构成一种像小城镇一样的全球虚拟监视能力,从而减少犯罪。

作为狂热鼓吹者之一,史蒂夫对穿戴式计算机的隐私等社会后果都给予了积极的评价。然而这恰好是另一些专家担心的问题:无所不在的信息获取在给予自己全新知觉的同时,是否也在“掠夺”他人的存在信息。这种加剧人与人不信任的社会后果在拍照手机上已经暴露无遗。从自身来看,不管一个外在的信息化套子是大是小,也不管它能给我们提供多少方便和舒适,我们是不是一定要把自己随时捆在一个信息化的套子里呢?甚至有一天会把芯片植入人的大脑,即使不会发展出“终结者”那样的人机怪物,这会使人更加幸福吗?精神难道只等于信息的输入输出吗?大量的纺织品内有大量电子器件后,也会有新的环境问题。可见物极必反,技术的无穷可行性并不等于人们想要的生活。

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