人機(jī)交互 《可穿戴設(shè)備》 論文

1、 可穿戴設(shè)備介紹學(xué) 院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí)：2013級(jí)(3班) 姓 名：賈辰 完成日期：2015年12月17日 指導(dǎo)教師：鄺勁荺老師 目錄摘要：2關(guān)鍵詞：2引言：2正文：2（1）骨傳導(dǎo)交互技術(shù)3（2）眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)3（3）ARMR交互技術(shù)3（4）語(yǔ)音交互技術(shù)4（5）體感交互技術(shù)4（6）觸覺(jué)交互技術(shù)4（7）腦波交互技術(shù)5結(jié)論：5參考文獻(xiàn)：5摘要：可穿戴設(shè)備設(shè)備,通俗地理解就是一種可穿戴的便攜式計(jì)算設(shè)備，具有微型化、可攜帶、體積小、移動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。因此在人機(jī)交互方面與一般的計(jì)算設(shè)備，或者說(shuō)智能設(shè)備不同，是一種人機(jī)直接無(wú)縫、充分連接的交互方式，其主要特點(diǎn)包括單（

2、雙）手釋放、語(yǔ)音交互、感知增強(qiáng)、觸覺(jué)交互、意識(shí)交互等。關(guān)鍵詞：便攜，計(jì)算設(shè)備，交互引言：可穿戴設(shè)備（Weatable device）源于簡(jiǎn)單的計(jì)步器，它最初只是功能單一的電子產(chǎn)品。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷深入，類(lèi)似計(jì)步器的產(chǎn)品紛紛與手機(jī)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用聯(lián)系在一起，一下子激活了這些“古老”產(chǎn)品的活力。隨著可穿戴在身上的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，一個(gè)新名詞可穿戴設(shè)備，和它代表的產(chǎn)品一樣迅速流行并走紅。它不僅是一種硬件裝置，更能通過(guò)軟件支持以及數(shù)據(jù)交互和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。正文： 可穿戴設(shè)備（Wearable Devices）是指應(yīng)用穿戴式技術(shù)對(duì)日常穿戴進(jìn)行智能化配置的設(shè)備，將各類(lèi)傳感、識(shí)別、連接和

3、云服務(wù)等技術(shù)綜合嵌入到人們的眼鏡、戒指、手表、手環(huán)、服飾及鞋襪等日常穿戴的設(shè)備中，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶五感能力拓展、生活管家、社交娛樂(lè)、健康監(jiān)測(cè)等功能，設(shè)備一般外形較為美觀時(shí)尚且易于佩戴、具備一定的計(jì)算能力以及擁有專(zhuān)用的應(yīng)用程序和功能等特點(diǎn)。 據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的2015年版中國(guó)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告顯示，得益于4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，以及傳感器等相關(guān)技術(shù)日趨成熟，可穿戴設(shè)備已經(jīng)由概念走入人們的日常生活。2013年是可穿戴設(shè)備的起步年，從上游元器件供應(yīng)到下游終端產(chǎn)品推出，受到市場(chǎng)極大的關(guān)注和熱議。而在2014年CES上，各大廠商都將穿戴式產(chǎn)品視為全年布局的重中之重，從宣傳攻勢(shì)到產(chǎn)

4、品發(fā)布，公司種類(lèi)與規(guī)?？缍鹊姆稚⑴c豐富促成了穿戴式產(chǎn)品的多樣性，無(wú)論在產(chǎn)品的終端形態(tài)和穿戴方式，還是在產(chǎn)品的應(yīng)用效能和實(shí)際用途方面都達(dá)到了一個(gè)嶄新的高度，預(yù)示著可穿戴設(shè)備行業(yè)爆發(fā)在即?？纱┐髟O(shè)備是未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。 而當(dāng)下主流的交互設(shè)備有如下幾個(gè)方面：（1） 骨傳導(dǎo)交互技術(shù)骨傳導(dǎo)交互技術(shù)主要是一種針對(duì)于聲音的交互技術(shù)，將聲音信號(hào)通過(guò)振動(dòng)顱骨，不通過(guò)外耳和中耳而直接傳輸?shù)絻?nèi)耳的一種技術(shù)。骨傳導(dǎo)振動(dòng)并不直接刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，但它激起的耳蝸內(nèi)基底膜的振動(dòng)卻和空氣傳導(dǎo)聲音的作用完全相同，只是靈敏度較低而已。骨傳導(dǎo)技術(shù)通常由兩部分構(gòu)成，一般分為骨傳導(dǎo)輸入設(shè)備和骨傳導(dǎo)輸出設(shè)備。骨傳導(dǎo)輸入設(shè)備，是指采用

5、骨傳導(dǎo)技術(shù)接收說(shuō)話人說(shuō)話時(shí)產(chǎn)生的骨振信號(hào)，并傳遞到遠(yuǎn)端或者錄音設(shè)備。骨傳導(dǎo)輸出設(shè)備，是指將傳遞來(lái)的音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換為骨振信號(hào)，并通過(guò)顱骨將振動(dòng)傳遞到人內(nèi)耳的設(shè)備。目前在智能眼鏡、智能耳機(jī)等方面，骨傳導(dǎo)技術(shù)是比較普遍的交互技術(shù)，包括谷歌眼鏡也是采用聲音骨傳導(dǎo)技術(shù)來(lái)構(gòu)建設(shè)備與使用者之間的聲音交互（2） 眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)眼動(dòng)跟蹤，又稱(chēng)為視線跟蹤、眼動(dòng)測(cè)量。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是一項(xiàng)科學(xué)應(yīng)用技術(shù)，通常由三種追蹤方式：一是根據(jù)眼球和眼球周邊的特征變化進(jìn)行跟蹤，二是根據(jù)虹膜角度變化進(jìn)行跟蹤，三是主動(dòng)投射紅外線等光束到虹膜來(lái)提取特征。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是當(dāng)代心理學(xué)研究的重要技術(shù)，已經(jīng)存在著相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)、應(yīng)

6、用心理學(xué)、工程心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用。隨著可穿戴設(shè)備，尤其是智能眼鏡的出現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用與可穿戴設(shè)備的人機(jī)交互中。眼動(dòng)跟蹤交互技術(shù)的主要原理是，當(dāng)人的眼睛看向不同方向時(shí)，眼部會(huì)有細(xì)微的變化，這些變化會(huì)產(chǎn)生可以提取的特征，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)圖像捕捉或掃描提取這些特征，從而實(shí)時(shí)追蹤眼睛的變化，預(yù)測(cè)用戶的狀態(tài)和需求，并進(jìn)行響應(yīng)，達(dá)到用眼睛控制設(shè)備的目的。（3） ARMR交互技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），是指在真實(shí)環(huán)境之上提供信息性和娛樂(lè)性的覆蓋，如將圖形、文字、聲音及超文本等疊加于真實(shí)環(huán)境之上，提供附加信息，從而實(shí)現(xiàn)提醒、提示、標(biāo)記、注釋及解釋等輔助功能，是虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境的結(jié)合。介

7、入現(xiàn)實(shí)（MR），則是計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的景象處理后的產(chǎn)物。AR/MR技術(shù)可以為可穿戴設(shè)備設(shè)備提供新的應(yīng)用方式，主要是在人機(jī)之間構(gòu)建了一種新的虛擬屏幕，并借助于虛擬屏幕實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的交互。這是目前智能眼鏡、沉浸式設(shè)備、體感游戲等方面應(yīng)用比較廣泛的交互技術(shù)之一。（4） 語(yǔ)音交互技術(shù)語(yǔ)音交互可以說(shuō)是可穿戴設(shè)備時(shí)代人機(jī)交互之間最直接，也是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的交互技術(shù)之一。尤其是可穿戴設(shè)備的出現(xiàn)，以及相關(guān)語(yǔ)音識(shí)別與大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸成熟，給語(yǔ)音交互帶來(lái)全新的契機(jī)。新一代語(yǔ)音交互的崛起，并不是識(shí)別技術(shù)上取得了多大的突破，而關(guān)鍵是將語(yǔ)音與智能終端以及云端后臺(tái)進(jìn)行了恰到好處的整合，讓人類(lèi)的語(yǔ)音借助于數(shù)據(jù)化的方式與程序世界

8、實(shí)現(xiàn)交流，并達(dá)到控制、理解用戶意圖的目的。前端使用語(yǔ)音技術(shù)，重點(diǎn)在后臺(tái)集成了網(wǎng)頁(yè)搜索、知識(shí)計(jì)算、資料庫(kù)、問(wèn)答推薦等各種技術(shù)，彌補(bǔ)了過(guò)去語(yǔ)音技術(shù)單純依賴(lài)前端命令的局限性。語(yǔ)音交互技術(shù)的應(yīng)用分為兩個(gè)發(fā)展方向：一個(gè)方向是大詞匯量連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的聽(tīng)寫(xiě)機(jī)；另一個(gè)重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語(yǔ)音產(chǎn)品的應(yīng)用，如無(wú)線手機(jī)上的撥號(hào)、智能玩具等。當(dāng)然，目前還沒(méi)有充分普及的關(guān)鍵因素是語(yǔ)音識(shí)別的排干擾能力還有待加強(qiáng)，多語(yǔ)境下的識(shí)別還有待完善。（5） 體感交互技術(shù)體感交互技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等技術(shù)識(shí)別人的肢體語(yǔ)言，并轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可理解的操作命令來(lái)操作設(shè)備。體感交互是繼鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和觸屏之后新的人

9、機(jī)交互方式，也可以說(shuō)是可穿戴設(shè)備趨勢(shì)下帶動(dòng)起來(lái)的一種人機(jī)交互技術(shù)。其中尤其以手勢(shì)交互最具代表性，手勢(shì)識(shí)別是利用各類(lèi)傳感器對(duì)手部/手持工具的形態(tài)、位移等進(jìn)行持續(xù)采集，每隔一段時(shí)間完成一次建模，形成一個(gè)模型信息的序列幀，再將這些信息序列轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的指令，用來(lái)控制實(shí)現(xiàn)某些操作。隨著各項(xiàng)技術(shù)的成熟和傳感器的發(fā)展，手勢(shì)識(shí)別已經(jīng)進(jìn)入可用性階段，各類(lèi)產(chǎn)品和解決方案也開(kāi)始涌現(xiàn)。（6） 觸覺(jué)交互技術(shù)觸覺(jué)交互是目前可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機(jī)交互技術(shù)，對(duì)人機(jī)之間的信息交流和溝通方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。觸覺(jué)可謂是人體一切的感覺(jué)之母，是人類(lèi)與外界交流，并感受外界的重要通道之一。軟硬、冷暖、粗細(xì)，以及物體形狀等信息，都可

10、以在觸摸中感知，人類(lèi)更復(fù)雜的情感交流也可以通過(guò)觸摸實(shí)現(xiàn)。觸覺(jué)交互研究如何利用觸覺(jué)信息增強(qiáng)人與計(jì)算機(jī)和機(jī)器人的交流，其領(lǐng)域包括手術(shù)模擬訓(xùn)練、娛樂(lè)、機(jī)器人遙控操作、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等。觸覺(jué)交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應(yīng)用探索，將會(huì)是未來(lái)人類(lèi)在虛擬現(xiàn)實(shí)中“真實(shí)”的感知外界的一種關(guān)鍵交互技術(shù)。（7） 腦波交互技術(shù)腦波交互也可以理解為意識(shí)控制技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在目前已經(jīng)有了一定的探索，但還沒(méi)有得到比較廣泛的應(yīng)用。可以說(shuō)腦波交互技術(shù)將會(huì)是可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)的終極交互方式，不僅構(gòu)建了人與設(shè)備之間，同時(shí)也是構(gòu)建人與人之間的一種新的溝通方式。未來(lái)，我們借助于腦波交互技術(shù)，人與人之間將會(huì)達(dá)成充分的“默契”。同樣，人與設(shè)備之間也將構(gòu)建出一種新的人機(jī)交互方式，這種交互方式可以說(shuō)是可穿戴時(shí)代的終極交互方式。 結(jié)論：可穿戴設(shè)備正處于發(fā)展的初級(jí)階段，該產(chǎn)品前景廣闊，很有可能是一項(xiàng)在根本上改變?nèi)祟?lèi)生活方式與習(xí)慣的新技術(shù)。但是，正因?yàn)榍奥返牟豢深A(yù)知性以及可穿戴式設(shè)備自身的特點(diǎn)，這種項(xiàng)目適合財(cái)力雄厚的公司或者由政府出資研發(fā)較為穩(wěn)妥可。目前，世界上的科技巨頭們都在積極分析可穿戴設(shè)備的發(fā)展及可行性，