《浙商》杂志　资深记者  牛金霞

可穿戴设备就是人类未来的衣服。接下来，随着微机械和纳米机器人等设备的发展，可穿戴设备将深入人体内部，进入科技与人类交融与互动的新境界。

“虚荣+保健”＝成功

记者：可穿戴设备是近几年一直被津津乐道的话题，它为什么会流行？

皮埃罗：和3D打印一样，可穿戴设备也是早就存在的技术，只是由于价格太贵，设备太笨重，一直处于休眠状态。《比特》杂志1981年的封面就是一块智能手表，比苹果的iWatch早了34年！也就是说，它并不是大公司的新发明，只是大公司能够抓住合适的机会，更好地将其商业化。

可穿戴设备的吸引力主要有四个：第一，量化自我（主要用于健身或记录健康数据等）；第二，记录我们的生活；第三，增强身体（比如外骨骼机器人、智能鞋等）；第四，表达、展示自我（如智能衣服、智能珠宝等“炫酷”装备）。从心理上来说，这四个原因都是很难拒绝的，简单来说，可穿戴设备背后运行的“成功公式”是：“虚荣+保健”。

可穿戴设备主要是将普通的衣服、手表、皮带、眼镜等“设备”跟计算机技术融合起来，让它们变得“智能”。这种模式背后有两种力量在推动。一种来自传统服装行业。他们相信，如果在衣服里增加一些嵌入式电子产品，把衣服变“智能”，人们一定愿意花更多的钱购买，利润自然也不可同日而语。原来一件T恤只卖几十美元，未来人们可能愿意花十倍的钱来买具有太阳能电池板和无线网络连接的T恤，利润空间一下子就充满了想象力。

另一种力量来自计算机行业。计算机的演变路径是：从跟一个房间差不多大的电脑到家用电脑，到笔记本电脑，再到人人都可以放在口袋里的智能手机。接下来这个行业的演变逻辑是，将电脑一整天都带在身上，就好像现在我们一整天都会穿衬衫一样。问题是，现在大部分人只有一台智能手机，但他们有多少衬衫呢？10件？20件？50件？如果能让人们像买衬衫一样买多台随身小计算机，就意味着计算机市场也将10倍、20倍、50倍地扩大。

让计算机变得“可穿戴”不难。麻省理工学院媒体实验室的一个学生Thad Starner1993年就开始穿自制的计算机设备了。大约同一时间，卡耐基·梅隆大学的Daniel Siewiorek也为军事用途设计了可穿戴的计算机设备。1994年，麻省理工学院媒体实验室的学生Steve Mann开始试验可穿戴装置，并在1998年制造出第一台能运行Linux系统的智能手表。这使他成为2001年的纪录片《赛博人》的主人公。1997年，卡耐基·梅隆大学、麻省理工学院和佐治亚理工学院举办了穿戴式计算机的首届国际研讨会。

让衣服、皮带等变“智能”也是在上世纪90年代末。智能衣服的先驱出现在1998年，佐治亚理工学院Sundaresan Jayaraman的研究团队开发出了首款智能衬衫，其实就是“可穿戴式主板”。随后，芬兰的Clothing+公司发明了可以监测心率的衬衫。2000年，Reima公司将Clothing+的“智能呼喊（Smart Shout）”，即一款免提手机通信的皮带商业化了。同年，英格兰的SoftSwitch发明了一个由纺织物控制的键盘，将其纳入冬季运动夹克的音频通信和加热系统中。同在2000年，菲利普和李维斯(Levis)之间的合作带来了第一款人们可以买的可穿戴电子服装，即“ICD+夹克”，里面植入了一款手机和一个MP3音乐播放器。

2002年，麻省理工学院媒体实验室的一位艺术家玛吉·奥尔特创立了国际时尚机器（IFM），来制造可进行数字互动的纺织品。之后，服装界的“数字化”尝试越来越多，比如阿迪达斯推出了它的“自调整”鞋, 北面发布了一款“自加热”夹克。

现在困扰很多人的是智能手机的充电问题，如果一款智能衣服能随时给手机充电，应该有不少市场。2014年，汤米·希尔费格推出了一款配备有太阳能电池的衣服，让人们可以在口袋里给智能手机或其他智能设备充电。与之类似，设计师Pauline van Dongen推出了“可穿戴太阳能”系列服装，比如一个含有120块太阳能电池的“太阳能衬衣”。

3D打印智能衣服

记者：你会穿这些智能衣服吗？3D打印也可以打印衣服了，它与可穿戴设备有怎样的融合？

皮埃罗：我对这些可穿戴电子产品的看法是，它们只有两个出路：第一，变得好看；第二，变得隐形。不管你的衬衫、夹克功能有多炫酷，多智能，如果穿起来不时尚，甚至还有些奇怪，用户是不会买单的。因为智能衣服终究还是衣服，是时尚产业的东西，时尚产品遵循的规律是：当同类产品都能提供同样的功能，或其他产品也能提供，我们最终关心的是产品的外观，而人们在让外观变美这件事上的追求是无止境的，这也是为什么时尚产业这么有钱。

现在3D打印跟可穿戴技术正在融合，而它们最终都需要变得时尚，这对时尚产业来说是一个巨大的机遇。

首位使用3D打印做衣服的时装设计师是Iris van Herpen，她在2010年就这么做了。紧随其后的是一位荷兰设计师Borre Akkersdijk，他将3D打印的衣服与嵌入式电子产品结合在了一起，也就是“3D打印+可穿戴设备”。2014年，一位纽约建筑师Francis Bitonti根据一个数学公式3D打印出了一款尼龙礼服。次年，他还打印了一款“数字化”的珠宝盒。 

2015年至今，类似的消息简直随处可见。比如，麻省理工学院的Christophe Guberan、Carlo Clopath和Skylar Tibbits打印出了一只可以根据环境动态改变形状以提供最大舒适度的鞋子。再比如，意大利设计师Paola Tognazzi打印的衣服可以随着用户的动作而自动调整。加州的Behnaz Farahi打印了一款可以根据佩戴者的脑电波而变化的“头盔”等。 

毫无疑问，随着3D打印的逐渐普及，服装设计师和裁缝的概念会被重新定义，时尚世界正因这股科技力量的注入静静等待着一个新时代。

记者：现在大家提到可穿戴设备时似乎说得更多的是智能手表和眼镜，尤其是智能手表，比智能衣服要流行得多，这是为什么？

皮埃罗：如我一开始所说，智能手表的设计很早就有了，但难的是何时商业化，如何商业化。

很多人应该还记得2004年微软推出的那款由比尔·盖茨亲自宣传的智能手表，结果呢，简直是微软史上最失败的产品。为什么？因为当时苹果的iPhone还没有出现，智能手机都还不普及，智能手表此时推出，等于让还没有接受智能手机的市场先接受智能手表，太早了！

几年后，等市场时机逐渐成熟，微软的这款智能手表又在硅谷重焕生机。2011年，硅谷的WIMM实验室推出了“Wimm One”智能手表。2012年和2013年，面向大众的智能手表逐一出现，比如三星的Galaxy Gear、索尼的智能手表，以及硅谷创业公司Pebble Technology设计的Pebble smartwatch等。

智能手表最近两年的“复苏”间接跟Fitbit的成功有关。Fitbit是一家位于旧金山的创业公司，它将计步器这种老技术“互联网化”之后一夜暴红，2011年推出的Ultra运动智能手表真正将“可穿戴设备”变成了现实。Fitbit如今提供一系列的运动追踪装置，但也有无数的潜在竞争对手，比如Jawbone、Misfit以及Moov。2012年，耐克也推出了它的FuelBand手环。

2014年，谷歌推出面向可穿戴设备的安卓系统，首批可穿戴的智能手表随即进入市场，包括摩托罗拉的Moto 360、索尼的Smartwatch 3、LG的G Watch以及三星的Gear Live。苹果虽然在2015年才推出智能手表，但善于后来者居上，很快iWatch就成了世界上销量最好的智能手表。

可穿戴设备的下一步就是智能眼镜了。虽然谷歌眼镜失败了,但今天它推出的不少新产品还是很强大、很成功的，比如能够增强现实的智能眼镜Meta Pro、Epson Moverio BT-200以及Atheer One。谷歌眼镜和Moverio BT-200都是智能可穿戴设备的先锋，都是可以运行第三方应用程序的设备。

很多这个领域的公司都在这个时期进入了时尚产业，这也是时尚产业未来潜力巨大的另一个注脚。比如，Fitbit跟美国精品女装品牌汤丽·柏琦合作，谷歌与工业设计师伊莎贝尔·奥尔森合作设计谷歌眼镜，苹果雇用了英国时装品牌巴宝莉的前首席执行官安吉拉·阿伦茨等。接下来智能手表和眼镜也会越来越时尚。

把机器人“穿戴”起来

记者：可穿戴设备与物联网、机器人技术的关系听起来非常密切，它们之间又会怎么融合？

皮埃罗：确实，不仅3D打印，可穿戴技术也与物联网在同一个时代相逢。比如，2014年，旧金山的Logbar就推出了可用来控制家电的多功能戒指。随着物联网技术的逐渐成熟，这方面的应用会越来越多。

机器人技术与可穿戴技术的融合就更自然了。比如有着10多年历史的外骨骼可穿戴机器人。2000年，美国国防部高级研究计划署决定在加州大学伯克利分校的“机器人和人类工程实验室”建立一个研究项目，开发能够帮助瘫痪的人重新恢复移动能力的技术，该技术后来被称为“外骨骼（Exoskeletons）”，正式名字是BLEEX（伯克利下肢外骨骼）。第一个BLEEX发明于2003年，它的人工腿不仅能够帮助残疾人行走，还能帮他们背重东西。

2005年，机器人和人类工程实验室的主任Homayoon Kazerooni创立了Berkeley ExoWorks公司（之后改名为Berkeley Bionics，现在又改名为Ekso Bionics），该公司于2010年发明了eSuit，这是一种电脑控制的服装，可以帮助瘫痪的人行走。2016年，Kazerooni成立了另一家创业公司SuitX，用来将新的外骨骼设备商业化，帮助截瘫患者行走。

麻省理工学院的外骨骼研究领袖是休·赫尔，他本人在一次事故中失去了双腿，于是在2003年着手研发自己的外骨骼和由计算机控制的膝盖。日本Cyberdyne机器人公司研发者Yoshiyuki Sankai也推出了类似的产品，名为HAL 5。孤独的发明者、西雅图的蒙蒂·里德在他的可穿戴外骨骼上花费了多年心血，他本人用这套外骨骼参加了圣帕特里克节。另一个孤独的发明者是犹他州的史蒂夫·雅各布森，他在自己的XOS项目上工作了多年，该项目从2008年就开始测试了。

2012年，一个瘫痪的女人克莱尔·洛玛斯上了新闻头条，因为她使用外骨骼完成了伦敦马拉松，她用的外骨骼名为“重新行走（ReWalk）”，是由一名四肢瘫痪的以色列发明者阿米特·高飞发明的，也是目前唯一商业化的外骨骼。2014年，洛克希德公司公布了由美国海军正在测试的富通外骨骼。不过，这一年引起轰动的是，29岁的残疾人胡利亚诺·平托穿着一套外骨骼设备为巴西世界杯象征性开了球，他的设备是一套能将脑电波转换成肢体动作的智能假肢，也就是说，当科学家们为平托戴上由背带、金属盔甲组成的设备后，他就能用大脑控制双腿来踢球。

可穿戴机器人的未来会更加有用，市场也会越来越大，自然也会吸引更多的创业公司投身其中。比如，2016年，斯坦福国际研究所衍生出了新公司Superflex，就是一家为残疾人和老人研发外骨骼设备的创业公司。

人机感知将进入新境界

记者：这会给我们的生活带来哪些改变？

皮埃罗：说起计算机的进步，人们总喜欢用“指数级”来形容，但细想一下，虽然电脑的尺寸、品牌和型号一直在迅速改变，但30年来人机互动的方式其实是一样的。上世纪80年代、90年代和21世纪初，我们都在跟电脑桌面互动，互动方式仍然是通过键盘和屏幕。

变革是随着智能手机的出现和普及到来的。2010年左右，人与计算机的互动方式彻底改变了，我们可以“穿戴”计算机技术了。最初人与计算机技术的互动只用到一个感官，即用眼睛“看”，我们主要“阅读”人机互动沟通的结果，而苹果的“Siri”等虚拟助理将声音引入了人机沟通技术中。虚拟现实技术进一步带来了手势、动作等更多互动方式。

随着物联网、虚拟现实、机器人等各种技术与可穿戴设备的融合，新的人机互动趋势是人体解剖学和计算机技术的融合。接下来，可穿戴设备将能够允许我们的身体来自然“感知”计算机；反之，计算机也能够“感知”我们的身体。

记者：可穿戴设备的未来是什么？

皮埃罗：接下来我们要做的是将芯片和传感器“织”入衣服中，就好像物联网正在做的事情一样。比如，美国先进功能性布料联盟是美国政府带头筹建，由麻省理工学院教授Yoel Fink领导的一个组织，它已经开始帮助纺织业将微电子产品嵌入衣服纤维中。用这些微电子织物制造的可穿戴设备将能看、能听，能沟通交流，能储存能量，能自动调节我们身体的温度——太热时制冷，太冷时制热，能实时监视我们健康状况……或者说，这些可穿戴设备就是未来的衣服。

当然，未来的衣服还能做很多其他事情，比如，美国军方正在试验可以改变颜色（用于在不同环境中伪装）以及吸引光线（用来隐身）的军装。

从制造层面来说，智能可穿戴设备已经变得越来越“普及”了，开源硬件如LilyPad Arduino就是为可穿戴技术和电子织物开发设计的微控制器板，有很多电子套件（基本上是传感器）可以缝进衣服里，创造“互动式衣服”。在Lilypad Arduino上还可以制造出“气候检测服”，检测空气中的二氧化碳含量。法国的Cityzen Sciences公司制造的“D-Shirt”包含了一台心率监视器、一个加速计、一个内置的GPS和一个高度计。Electricfoxy公司设计的衣服可以跟可编程的手势互动，并通过衣服中的触觉设备发出警报，还能激活主人的社交媒体账号。Synapse公司设计的智能衣服里面配置了生物传感器，可以实时对身体和环境数据进行测量，并对数据作出反应。荷兰的Roosegarde工作室也设计出了“亲密裙子”，它的纺织物能改变颜色和可见度。盲人没办法辨别方向和避开障碍物，Lechal公司正尝试用智能鞋子来解决这个问题。

在医疗应用上，智能可穿戴设备也早已遍地开花。AiQ、Hexoskin和OMsignal都制造出了“生物识别服装”,能够测量重要的人体健康指标。OMSignal的智能衬衫可以收集你的心率和呼吸数据,然后向你发送改善提升体育锻炼效果的建议。2016年，加州大学圣地亚哥分校的Joseph Wan和Patrick Mercier推出了一款非常灵活的可穿戴设备，叫做“Chem-Phys Patch”，能够监测人体的生化和电信号，比如做心电图、远程跟电脑或手机无线沟通等，医生还可以用它监测病人的心脏病。

可穿戴设备对人体的了解和感知会越来越深入，新的有趣应用也会越来越多。比如，Bionym公司推出的Nymi手环，可以通过测量你的心跳确定你到底是谁，这意味着有一天我们或将摆脱门禁卡、密码等。下一步将是神经科学和计算技术的融合，毕竟，现在已经有一些设备开始尝试直接跟我们的脑电波沟通和互动了。

再接下来，随着微机械和纳米机器人等设备的发展，我们将进入计算机技术与人体内部器官的融合阶段，可穿戴设备将深入人体内部，进入科技与人类交融与互动的新境界。