手表在1900左右問世時無法與懷表競爭。我們有壹只懷表,走時準確,可以隨意查看時間。為什麽我們要把表帶戴在手腕上?然而,在第壹次世界大戰期間,英國軍隊向士兵分發手表,以便他們可以在不影響武裝戰鬥的情況下顯示時間。這在英國突然成為壹種時尚,人們通過佩戴手表來表達對士兵的支持。
無論是時尚還是必要,可穿戴計算都能在客觀上給人們帶來便利。這正是我們所需要的。
如果妳對此感到好奇,請閱讀以下介紹可穿戴計算的文章節選:
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筆記本和PDA將人們從電腦桌和椅子上解放出來,可穿戴電腦將人們的手從鍵盤和鼠標中解放出來。當有血有肉的人把電腦像衣服壹樣穿在身上時,“超人”就出現了。
科學家史蒂文·施瓦茨認為,下壹代計算機將擁有非凡的能力,更重要的是,下壹代計算機將不會像現在這樣單獨安裝在機箱中,而是像衣服壹樣穿在身上,形影不離。
可穿戴計算機有多種形狀,有些可以戴在腰帶上,有些可以放在口袋裏,有些可以戴在肩上,甚至可以分散在衣服中。它的顯示器可以像護目鏡壹樣戴在頭上,它的鏡片由特殊材料制成。它不僅可以表示計算機顯示的內容,而且不會阻擋當前行。它使用骨感語音輸入、眼控輸入和手套輸入等技術向計算機發出操作指令。用戶還可以在頭上戴壹個類似耳機的無線電收發器,不僅可以聽到大腦發出的聲音,還可以用來收發電子郵件。它使用觸摸板而不是鍵盤作為輸入設備,科學家們仍在開發戒指型輸入設備和手套型輸入設備。
使用這樣的電腦比便攜式電腦更方便。妳可以邊走邊上網,像在家壹樣向全世界發送和接收電子郵件。甚至在上班的路上,我壹只手拿著車內的吊環,另壹只手操作電腦,並準備所需的報告,這樣我就可以正確地工作和乘車。
這種電腦小巧玲瓏,形狀各異。但是麻雀雖小,五臟俱全。因為它可以像衣服壹樣穿在身上,所以攜帶和使用都很方便。現在,在美國的領導下,包括日本在內的所有發達國家都在開發這種新型計算機,IBM等公司正在專註於開發這種使人們的生活更加別致的通用計算機。
可穿戴計算機對技術的要求更高,首先是語音輸入技術。因為這種電腦很小,通常不需要鍵盤,而且經常邊走邊用,所以很難用文字輸入。其次,計算機應該能夠識別人的動作(如手勢)和聲音,並理解人的指令,即識別技術。最後,省電技術可以真正普及可穿戴計算機。
然而,可穿戴計算機的前身並不光彩。20世紀60年代,美國賭場的賭徒將小型攝像機、對講機和其他機器掛在身上或放在口袋裏,以便從同伴那裏獲得信息並贏得賭博遊戲。
從廣義上講,近年來人們所熟悉的u盤、PDA、MP3和手機都屬於可穿戴計算機。它們實現了穿戴機的壹些功能,u盤類似於穿戴機的CF內存。PDA是壹個小PDA;MP3已經有了處理器和內存;手機也是具有處理能力的便攜式計算機。
在壹些發達國家,可穿戴設備已廣泛用於處理危險事件。
從大型機、臺式機、筆記本電腦到掌上電腦,科學家們正在努力讓人們更接近計算機。
關鍵技術
可穿戴計算機系統不是簡單地將PC小型化並將其分布在身體上。它必須研究和解決許多特殊的關鍵技術。我們將這些系統和關鍵技術稱為“可穿戴計算技術”。
1.片上系統架構設計技術
這種設計技術可以將計算機主機的硬件集成到壹個芯片中。這樣,計算機可以做得很小,有利於降低功耗和提高速度,特別是有利於降低成本和縮短生產周期。例如,愛普生的Cardio芯片具有PC 586的性能,並且已經商業化。
2.微機多端口高性能I/O設計技術。
可穿戴計算機的主機很小,但它可以連接多達十幾個外部設備。因此,要求微型計算機具有足夠的接口和較高的I/O處理能力。
3.無線自組織網絡技術
可穿戴計算機系統應該作為壹個移動節點伴隨人們的活動並隨時上網。許多這樣的節點將形成壹個特殊的網絡,稱為ad hoc網絡。這種網絡沒有固定的路由器,所有節點以任何方式動態移動和連接。每個節點都可以充當路由器,其自動重新配置功能也可以提高網絡的生存能力。有人將ad hoc網絡概括為“移動分布式多跳無線網絡”。這種網絡具有以下特點:動態拓撲結構;接入節點的任意性;有限且頻繁變化的帶寬;可能的不對稱連接;終端限制操作;分布式控制網絡。
4.嵌入式操作系統技術
現有的微型計算機操作系統可以用於可穿戴計算機系統,但由於可穿戴計算機的體積和存儲空間非常有限,因此操作系統應盡可能壓縮到“專用”水平並提高實時性能。因此,有必要使用嵌入式操作系統,它往往是實時和微內核的,並且具有處理多個外設的強大能力。
5.移動數據庫技術
可穿戴計算機系統在移動時訪問互聯網和數據庫。這種移動數據庫管理技術將不同於固定數據庫管理。移動數據庫應該滿足以下四個目標:可用性和可伸縮性;移動性-移動時訪問或移動時更新;可序列化性——支持可序列化的並發事務執行;收斂-系統總能收斂到壹致的狀態。
6.人機交互技術
可穿戴計算機系統實際上不僅是壹個實時信息處理系統,而且是“人機結合、以人為本”的集合,人與機器的關系更加自然和諧。因此,人機交互技術是可穿戴計算機系統中的關鍵技術,它應該解決人與計算機之間的交互問題,並通過這種交互提高人對環境的感知能力。
7.基於藍牙的無線連接技術
可想而知,當多達十幾個模塊同時分布在人體上時,它們之間的連接將是壹個非常沈重的負擔和不可靠的因素。藍牙近場通信可以逐漸取代這些連接。
8.外部設備選擇和設計技術
可穿戴計算機系統是除主機之外的大量外部設備,設備的選擇和設計至關重要。主要包括輸入設備、輸出設備、電源等。對這些器件的要求是“高性能指標:小尺寸、低功耗;符合人體特征,有益健康;安全可靠。
溝通沒有邊界
融合通信是指將語音、數據、音頻、視頻、信息和內容與特定的通信手段相融合,形成更高效、多向的通信系統。這種通信系統需要適應野外的復雜環境,考慮到團隊的通信需求、無線需求和衛星通信能力,特別是在蜂窩電話、城市通信系統、無線電臺等情況下。不能工作,這個系統更英雄。
美國NetworkAnatomy公司設計和制造的通信解決方案已應用於軍事、民防、搜救、人道主義活動、邊境巡邏、國家安全、應急處理和自然災害處理等領域。它可以提供連續不間斷的便攜式通信和計算能力,並提供高可靠性和高冗余性。
NetworkAnatomy Company的目標是建立壹個世界級的集成通信方案來幫助搜救生命。但目前該公司提出的產品概念大多代表了人類未來的通信模式:高度便攜的通信終端,可支持多種通信模式,包括手機、無線局域網、衛星通信、GPS定位、藍牙等。,並具有強大的計算和存儲能力。
指揮官包
可穿戴軍用背包。
壹個完整的集成通信方案集成了語音、數據、音頻和視頻。
通信終端與包內的平板電腦連接,滿足便攜計算的需求,實現通信與計算的結合。平板電腦配備了所有必需的內容和管理軟件。
綜合局域網和廣域網接入鏈路可用於陸地、空中和海上的數據和語音通信。
99.99999%的可靠性,配備太陽能電池和多個備用系統。
該包還配備了生存工具、水、治療用品和收音機。
CommanderGauntlet
CommanderGauntlet是壹個正在開發中的產品,非常具有概念性。這是壹個包羅萬象的無線通信解決方案。有了這個手套,語音、數據、音視頻和短信都可以解決。這只手套還有壹個閃亮的大燈,讓妳看起來像個超人。該產品可以與其他CommanderSeries產品進行端到端通信。具有防水功能,適用於惡劣的野外環境。
人機壹體化的無敵戰士
美國國防部“陸地勇士”的概念最早正式提出於1991。起初,主承包商是雷神系統公司,其分包商包括摩托羅拉、漢尼韋爾、歐米茄、GENTEX和巴特爾。最初,該計劃預計在2001至2014期間花費20億美元並裝備45000套,預計在2016年形成戰鬥力。在1996財年計劃中,系統總成本預計約為70,000美元。
該項目旨在形成這樣壹支戰鬥力量:小型武器與高科技裝備緊密結合,可以在21世紀極大地贏得地面戰爭的軍事實力。
基於最新的通信、傳感、計算和材料技術,“陸地勇士”將徹底改變傳統的單兵作戰概念。該項目包括以下子系統:武器子系統、綜合頭盔子系統、計算機/無線電子系統、軟件子系統以及防護服和單兵裝備子系統。
武器子系統
武器子系統是實現美國陸軍優先的實施手段。模塊化武器子系統是基於M-16/M-4步槍設計和制造的。武器子系統包括與動力相關的主要光學部件,如彈道計算器、光電瞄準具、照相機和激光測距儀/數字羅盤(LRF/DC)。LRF/ DC為士兵提供距離和方向信息。士兵通過全球定位系統(GPS)連接他們的位置。當需要間接火力和戰鬥識別呼叫時,士兵有準確的目標位置。該系統將允許步兵在所有天氣類型和夜間行動。與其他組件壹起,士兵可以保護自己免受敵人的火力。
集成頭盔子系統
綜合頭盔組件子系統(IHAS)使用先進材料,比美軍目前的頭盔重量更輕,並提供更好的外殼彈道保護。完整的集成頭盔組件子系統比現有頭盔更輕、更舒適。IHAS的頭盔裝有計算機和傳感器顯示設備,是士兵從其他子系統到數字戰場的接口。通過“頭盔顯示器”,士兵可以觀看計算機發送的圖形數據、數字地圖、情報材料、部隊位置,以及熱成像武器瞄準鏡(TWS)和安裝在武器上的攝像頭的成像。這項新技能允許士兵在拐角處檢查並捕捉目標,然後不暴露自己和射擊武器,而只將手臂和手暴露給敵人。使用他的武器熱成像瞄準鏡掃描壹個區域,士兵將能夠看到該區域的特征,包括地形和敵人的位置,並將能夠看穿欺騙和偽裝。安裝在武器子系統上的夜視傳感器顯示設備的圖像增強器連接到他的計算機信息處理器上,處理後的信息顯示在“頭盔顯示器”上,這將使士兵能夠在黑暗的掩護下機動並參與打擊目標的戰鬥。“陸地勇士”使用“頭盔顯示器”將允許步兵通過點擊“鼠標”來召喚情況圖像、發送信息和請求火力支援。
計算機/無線電子系統
步兵將把計算機/無線電子系統(CRS)連接到背包的“負載支撐框架”上。背包的上部是無線電設備,下部包括計算機信息處理器和全球定位系統(GPS)模塊。對於單個設備,計算機信息處理器、無線電和GPS定位器集成到CRS中,並將單獨的顯示設備、控制器和安裝框架合並在壹起,從而減少重量和功率需求。全球定位系統和無線電天線嵌入負載架中。
此外,附著在士兵胸部的手指觸摸操作裝置是壹種連接到背包並附著在士兵胸部的手指觸摸操作裝置,其作用類似於計算機鼠標,允許佩戴者更換屏幕、調整收音機、更改頻率並傳輸數字信息。其他功能由步槍上靠近扳機手指位置的幾個按鈕控制,這使士兵可以保持射擊姿勢。
軟件子系統
“陸地戰士”軟件子系統指導士兵的核心戰場功能,顯示處理,任務設備和電源管理。軟件子系統包括戰術和任務輔助模塊;地圖和戰術覆蓋地圖;收集和顯示視頻圖像;它還包括壹個電源管理模塊。“陸地勇士”將在數字戰場上實現互操作。設計師建立了可以更新和技術改進的系統,模塊化架構允許直接插入/替換以進行技術升級。對於士兵的任務需求和參數選擇,軟件子系統允許士兵自己制定菜單和功能操作。
單兵便攜式電源模塊可能使用壹種新型的“形狀適合”電池,作為士兵裝備的壹部分穿著活動時很舒適,沒有任何阻礙感;另壹種可能是開發“睡眠”模式,該模式將自動將設備設置為待機狀態,以在不使用時節省電池能量。
便攜式電源模塊使用兩節鋰電池。美國陸軍要求電源工作12小時,未來使用“睡眠”模式後將工作30小時。便攜式電源模塊使用可充電電池,可將車輛的電力用於戰鬥任務,並可作為壹些任務的壹次性電池和備用電池。
防護服和個人裝備子系統
防護服和單兵裝備子系統由基於巧妙的“不穩定狀態自動控制技術”的革命性背包框架設計組成,用於士兵的自然身體運動彎曲。背包帶使用快速釋放裝置,士兵可以正確快速地脫下背包。士兵的計算機/無線電連接所需的電纜集成在框架中。士兵在活動時可以調整背包的結構,調整從肩膀到臀部的負荷分配。壹個簡單的調整,但是,它允許士兵管理和攜帶他的戰鬥負荷更有效地減少疲勞。新的“陸地戰士”裝甲,如頭盔,減輕了重量並提供了改進的沖擊保護。“陸地勇士”防彈衣包括壹個模塊化和可擴展的保護塊,以保護士兵免受輕武器的威脅。防護服和單兵裝備子系統結合模塊化防彈背心和可伸縮防護塊可以阻擋輕武器射擊的子彈沖擊。