作者:中國科普博覽 文字取材於科普中國作品《電子皮膚:藏進文身的可穿戴設備》, 《智慧穿戴設備能取代器官嗎?》
在我國, 跌倒已成老年人受傷致死的首因,
智慧外骨作為第一款用來防止摔倒的可穿戴設備, 它到底是如何幫助人類變成“不倒翁”的呢?在它出現之前還有哪些可穿戴設備呢?目前除了外穿設備,
“很懂你”的智能外骨
義大利研究人員最新研發出來的智慧外骨是一個輕型通電設備, 像穿褲子那樣穿戴, 在胯部有一個發動機, 背帶由碳纖維製成。 在佩戴者有摔倒傾向時,
從技術角度來看, 可穿戴設備的發展比移動大潮發展快,
1994年無線網路攝像頭
可穿戴設備功能的不斷增強,
可以便捷地解決人們生活中的點滴問題,
在一定程度上也改變了人們對自己身體器官的需求。
將可穿戴顯示器戴在頭上,
肉眼的作用顯得微乎其微,
將檢測脈搏的設備戴在身上,
忽視了人體五臟本身複雜的自我調理功能……
可穿戴設備由賭場作弊而生
可穿戴設備最早是在賭場裡為作弊誕生的, 早在上世紀60到70年代, 最早的可穿戴設備被發明出來, 用來增加在賭桌旁的勝率。 1961年, 麻省理工學院的數學教授Edward Thorp在賭博指南《Beat the Dealer》中提到, 他發明的可穿戴電腦在輪盤賭博中作弊成功, 為佩帶者帶來44%的優勢。 1972年出現了可穿戴作弊器。
Maybe賭王是這樣誕生的!
此後可穿戴設備的發展不斷延伸人類的感覺器官和資訊計算、加工能力。
手錶:20世紀80年代,計算器腕表流行。世界首款手腕計算器——Pulsar在1975年年末正式發佈,並隨即流行。近年,三星發明了智慧手錶,可使用藍牙和安卓手機相連接。日本汽車製造商日產發佈Nismo智慧手錶,可以為駕駛員提供平均時速、油耗和駕駛員心率等資訊。
視覺:1981年,還是高中生的Steve Mann把一部6502電腦連接到了一部帶鋼架的背包上,控制攝影裝備。1994年,發明電腦背包的Steve Mann製作出一款可穿戴攝像頭,並實現了將圖像上傳到網路的功能。2013年,穀歌眼鏡發佈,可通過語音辨識和側面的觸控板來進行控制。穀歌眼鏡是一款固定在眼鏡上的光學頭戴顯示器,通過語音控制,可以用WIFI上網。
聽覺:1987年,首款數位助聽器問世,但是由於它的設計體形龐大,這類設備並沒能取得商業上的成功。2000年,首款藍牙耳機發明。2002年Xybernaut Poma可穿戴PC問世,這款設備就像是把磁帶答錄機戴在了頭上。
資訊
可穿戴設備在過去這幾十年的發展歷程中,延伸了人類的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺,以及提高了人類的資訊處理能力。而5月11日報導的智慧外骨設備,則通過感測器、演算法和外骨骼技術彌補了人類平衡功能退化或受損的缺陷,防止這些功能受損的人群摔倒,給他們的生命安全帶來一定的保障。
電子皮膚與你親密無間
以上所介紹的可穿戴電子產品都是附帶在人體外,多外肉眼可見,顯形的輔助設備,而電子皮膚不同於它們,電子皮膚又薄又輕,不易斷裂,甚至可拉伸。它輕薄得像你的皮膚一樣,可以貼在你的手腕或者身體其他任何需要的位置,甚至能成為你身體的一部分。
圖為電子皮膚背面
人造的電子皮膚除了能實現人類皮膚的原有功能外,還能即時測量人的心跳脈搏、血壓血糖,能夠發光發熱、存儲資料,甚至還有一種貼在舌頭上的電子皮膚,能讓盲人看到周圍的物品。
科學家開始研究電子皮膚則可以溯源到1970年代,那個帶著感測器的假手。其後,在2004年科學家發明了可彎曲的矩陣皮膚,2008年又發明了微結構的壓力感測器。而近年電子皮膚也由於在生物醫學領域的潛力,得到了廣泛研究和關注。比如在2011年由美國斯坦福大學的科學家提出並製造的一種可以伸縮的微小的太陽能電池,可以為電子皮膚的壓力感測器等提供能量。在2013年,斯坦福大學還發明了一種可以藏在文身貼裡的電子皮膚。
大家也不必顧慮這樣的電子皮膚是否有害於人體,一般的電子皮膚只是用透明的塗料貼在表面,用特定的洗劑或者工具就可以取下,比一般的刺青容易去掉得多,甚至還可以重複利用。而嵌入人體的電子皮膚,也會使用生物相容性的材料,化為身體的一部分而不產生排異反應。此外,電子皮膚也不單單只用在人體,因為它是如此的柔軟輕便,它可以用在很多東西的表面,比如服裝、飾品、輸液袋以及機器人的表面等等。
Maybe賭王是這樣誕生的!
此後可穿戴設備的發展不斷延伸人類的感覺器官和資訊計算、加工能力。
手錶:20世紀80年代,計算器腕表流行。世界首款手腕計算器——Pulsar在1975年年末正式發佈,並隨即流行。近年,三星發明了智慧手錶,可使用藍牙和安卓手機相連接。日本汽車製造商日產發佈Nismo智慧手錶,可以為駕駛員提供平均時速、油耗和駕駛員心率等資訊。
視覺:1981年,還是高中生的Steve Mann把一部6502電腦連接到了一部帶鋼架的背包上,控制攝影裝備。1994年,發明電腦背包的Steve Mann製作出一款可穿戴攝像頭,並實現了將圖像上傳到網路的功能。2013年,穀歌眼鏡發佈,可通過語音辨識和側面的觸控板來進行控制。穀歌眼鏡是一款固定在眼鏡上的光學頭戴顯示器,通過語音控制,可以用WIFI上網。
聽覺:1987年,首款數位助聽器問世,但是由於它的設計體形龐大,這類設備並沒能取得商業上的成功。2000年,首款藍牙耳機發明。2002年Xybernaut Poma可穿戴PC問世,這款設備就像是把磁帶答錄機戴在了頭上。
資訊
可穿戴設備在過去這幾十年的發展歷程中,延伸了人類的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺,以及提高了人類的資訊處理能力。而5月11日報導的智慧外骨設備,則通過感測器、演算法和外骨骼技術彌補了人類平衡功能退化或受損的缺陷,防止這些功能受損的人群摔倒,給他們的生命安全帶來一定的保障。
電子皮膚與你親密無間
以上所介紹的可穿戴電子產品都是附帶在人體外,多外肉眼可見,顯形的輔助設備,而電子皮膚不同於它們,電子皮膚又薄又輕,不易斷裂,甚至可拉伸。它輕薄得像你的皮膚一樣,可以貼在你的手腕或者身體其他任何需要的位置,甚至能成為你身體的一部分。
圖為電子皮膚背面
人造的電子皮膚除了能實現人類皮膚的原有功能外,還能即時測量人的心跳脈搏、血壓血糖,能夠發光發熱、存儲資料,甚至還有一種貼在舌頭上的電子皮膚,能讓盲人看到周圍的物品。
科學家開始研究電子皮膚則可以溯源到1970年代,那個帶著感測器的假手。其後,在2004年科學家發明了可彎曲的矩陣皮膚,2008年又發明了微結構的壓力感測器。而近年電子皮膚也由於在生物醫學領域的潛力,得到了廣泛研究和關注。比如在2011年由美國斯坦福大學的科學家提出並製造的一種可以伸縮的微小的太陽能電池,可以為電子皮膚的壓力感測器等提供能量。在2013年,斯坦福大學還發明了一種可以藏在文身貼裡的電子皮膚。
大家也不必顧慮這樣的電子皮膚是否有害於人體,一般的電子皮膚只是用透明的塗料貼在表面,用特定的洗劑或者工具就可以取下,比一般的刺青容易去掉得多,甚至還可以重複利用。而嵌入人體的電子皮膚,也會使用生物相容性的材料,化為身體的一部分而不產生排異反應。此外,電子皮膚也不單單只用在人體,因為它是如此的柔軟輕便,它可以用在很多東西的表面,比如服裝、飾品、輸液袋以及機器人的表面等等。