手表在1900年左右问世的时候，无法与怀表竞争。我们有一块走时准确并且可以随意察看时间的怀表，为什么要把表带在手腕上呢？然而，在第一次世界大战期间，英国军队为其士兵分发了手表，以使他们能够在看时间时不会影响手持武器作战。这在英国突然变成了一种时尚，人们通过戴手表来表达对士兵的支持。

时尚也罢，需要也罢，可穿戴计算客观上可以给人们带来方便。这正是我们所需要的。

如果你因此有了好奇心，那么请看下面摘录的一篇介绍可穿戴计算的文章：

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笔记本和PDA 已经将人从电脑桌椅前解放出来，可穿戴电脑又将把人的双手从键盘、鼠标中解放出来。当有血有肉的人将计算机像衣服那样穿在身上，“超人”出现了。

科学家Steven Schwartz 认为，下一代计算机将具有超凡的能力，更重要的是，下一代计算机将不像现在那样单独装在机箱里，而是像衣服一样穿在身上，形影不离。

可穿戴电脑外形多种多样，有的可别在腰带上，有的可放在口袋里，有的可挎在肩上，甚至可以分散地藏在衣服中。它的显示器可像护目镜一样戴在头上，镜片是特殊材料制成的。它既能表示电脑显示的内容，又不会档住现线。它使用骨感语音输入、眼控输入、手套式输入等技术，向电脑下达操作指令。使用者还可在头上戴着如耳机一样的无线电收发机，不仅能听到用脑发出的音响，还能用以收发电子邮件。它不用键盘而是用触摸板作为输入装置，科学家们还在开发戒指式输人装置、手套式输入装置。

使用这样的电脑，比便携式电脑更方便，可以边行走边同因特网连接，和在家里一样，向全世界收发电子邮件。甚至在上班的途中，一手抓住车上的吊环，一手操作电脑，编制所需要的报告，做到工作、乘车两不误。

这样的电脑小巧玲珑，形态各异。但麻雀虽小却五脏俱全。由于它能像衣服一样穿在身上，所以携带和使用都要方便。现在以美国为首，包括日本在内的各发达国家都在开发这种新电脑，IBM 等公司正着眼开发使人们生活更显得潇洒的这类通用型电脑。

可穿戴电脑对技术的要求比较高，首先就是声言输入技术。因为这种电脑很小，通常不用键盘，而且经常边走边用，用文字输入比较困难。其次，计算机要能够认识人的动作(如手势)和声音，理解人的指示，也就是识别技术。最后就是节电技术，才能真正意义上让可穿戴电脑大众化。

不过，可穿戴电脑的前身并不光彩。上个世纪60年代，美国赌场里的赌客们将小型的摄像头、对讲机等机器挂在身上或放在口袋里，以此得到同伴的信息进而在赌局中获胜。

从广义角度上说，近年来为人们所熟悉的U 盘、PDA 、MP3 和手机都是可穿戴计算机的一种。它们实现了可穿戴机的部分功能，U 盘类似于可穿戴机的CF机存储器；PDA 就是一个小的掌上电脑；而MP3 已经具备了处理器与存储器；手机也是一个有处理能力的随身佩戴的计算机。

在一些发达国家，可穿戴机已经被广泛应用在危险事件的处理中。

从大型机、台式机、手提电脑到掌上电脑，科学家正在努力拉近人与电脑之间的距离。

关键技术

可穿戴计算机系统并不是简单地把一台PC机微型化后分布在身体之上，它必须研究和解决许多特殊的关键技术。我们把这些系统和关键技术称之为“可穿戴计算技术”。

1.System on Chip体系结构设计技术

该设计技术可把计算机主机的硬件集成到一个芯片里。这样，计算机就可以做得很小，而且有利于降低功耗，提高速度，尤其是可以降低成本，缩短生产周期。例如，Epson 的Cardio芯片就具备了PC 586的性能，而且已经产品化。

2.微小计算机多端口、高性能I/O 设计技术

可穿戴计算机的主机是微小型的，但却要与多达十几台外部设备相连。因此，要求微小型计算机应具备足够数量的接口，而且要具有很高的I/O 处理能力。

3.无线自组网络技术

可穿戴计算机系统要伴随人的活动并作为一个移 动节点随时上网，多个这样的节点将构成一个特殊的网络，称之为自组网。这类网络没有固定的路由器，各节点以任意方式移 动并动态连接，每个节点都可以充当路由器，且所具有的自动重组功能还可以提高网络的抗毁能力。有人把自组网概括为“移 动分布式多跳无线网络”。这类网络有如下特点：动态变化的拓扑结构；接入节点的随意性；受限且经常变化的带宽；可能出现的非对称连接；终端受限的操作；分布式控制的网络。

4.嵌入式操作系统技术

现存的微机操作系统可以用于可穿戴计算机系统，但由于可穿戴计算机的体积和存储空间十分有限，所以，操作系统应尽量压缩到“专用” 的程度，并提高实时性。因此，需要使用嵌入式操作系统，这类系统常常是实时的和微内核的，并具有极强的处理多外设的能力。

5.移 动数据库技术

可穿戴计算机系统在移 动中上网、移 动中访问数据库，这类移 动式的数据库管理技术将有别于固定的数据库管理。移 动数据库需满足以下四个目标：可用性与可伸缩性；可移 动性——移 动中访问或移 动中更新；可串行性——支持可串行的并发事务执行；收敛性——系统总能收敛到一致状态。

6.人机交互技术

可穿戴计算机系统实际上既是一个实时的信息处理系统，又是一个“人机结合，以人为本”的集合体，人机关系更加自然和谐。因此，人机交互技术是可穿戴计算机系统中的关键技术，它应解决人与计算机之间的交互问题以及人通过这种交互而提高环境感知的能力。

7.基于蓝牙的无线连接技术

可以想象，当多达十几个模块同时分布于人体之上，它们之间的连线将是十分沉重的负担，而且是一个不可靠的因素。而利用蓝牙近距离无线通信，可逐步替代这些连线。

8.外部设备选择与设计技术

可穿戴计算机系统除了主机之外就是大量的外部设备，设备的选择与设计至关重要。其中主要包括输入类设备、输出类设备、电源等。对这些设备的要求是“具有高性能指标：小体积、低功耗；符合人体特征，有利于健康；安全可靠。

通讯无界限

集成化通讯是指将语音、数据、音频、视频、信息和内容同特定的通讯手段进行融合，形成一个更加高效的、多方位的通信体系。这种通讯系统需要适应野外复杂的环境，考虑到团队的通讯需要、无线的需要以及卫星通讯能力，特别是在蜂窝电话、城市通讯系统、无线电台等不能工作的情况下，这种系统才更显英雄本色。

美国的NetworkAnatomy公司，他们设计制造的这种通讯解决方案已经在军队、民防、搜救、人道主义活动、边防巡逻、国家安全、紧急事件处理和自然灾害处理方面得到应用。它可以提供连续不间断的随身通讯和计算能力，提供高可靠性和高冗余度。

NetworkAnatomy公司的目标是要建立世界级的集成化通讯方案，以帮助搜救生命。但目前该公司提出的产品理念，大部分代表了人类未来的通讯方式：高度随身化的通讯终端，这个终端可以支持众多的通讯模式，包括移 动电话、无线局域网、卫星通讯、GPS 定位、蓝牙等等，并具备了比较强的计算和存储能力。

Commander Pack

可穿戴的军用规格背包。

完整而集成化的通讯方案，集成了语音、数据、音频和视频。

通讯终端与包内的平板电脑相连，满足随身计算的需要，实现通讯和计算的接合。平板电脑内装有所有需要的内容和管理软件。

集成化的局域网和广域网访问链接，可以在陆地、空中和海面进行数据和语音通讯。

99.99999%的可靠性，配置了太阳能电池和多套备份系统。

包中还配有生存工具、水、疗伤用品和无线电对讲机。

CommanderGauntlet

CommanderGauntlet 是正在开发中的一个产品，非常概念化。这是一个全包容的无线通讯解决方案，有了这个手套，语音、数据、音视频和文字短信都可以解决了。这个手套还带有一个闪亮的大灯，戴上它活象一个超人。该产品可与其它CommanderSeries 产品进行端到端的无线通讯。它具有防水功能，适合恶劣的野外环境。

人机合一之无敌勇士

美国国防部的“陆地勇士”概念最早在1991年正式提出，最初主要承包商是雷声系统公司，分包商包括摩托罗拉公司、汉尼卫尔公司、奥米伽公司、GENTEX公司和Battelle公司。计划最初预计在2001-2014 年之间花费二十亿美元，装备45000 套，期望于2016年形成战斗力。在1996财政年度计划中，全部系统成本被估计大约70000 美元。

该项目旨在形成这样一种战斗力量：将小型武器与高科技设备紧密集成，能够大赢21世纪地面战争的军事力量。

基于最新的通讯、传感、计算和材料技术，“陆地勇士”将彻底革新传统的单兵作战概念。该项目包括以下几个子系统：武器子系统、综合头盔子系统、计算机/ 无线电子系统、软件子系统和防护服与单兵设备子系统。

武器子系统

实现美国陆军目标优先次序首位杀伤性，武器子系统是实施手段。模块化武器子系统设计和制造基于M-16/M-4步枪。武器子系统包括主要的电力相关光学部件，如弹道计算器、光电瞄准器、摄像机和激光测距仪/ 数字罗盘(LRF/DC)。LRF/ DC 提供距离和方向信息给士兵。士兵从全球定位系统(GPS )联结自己位置，当需要间接火力和战斗识别呼叫时，士兵有精确的目标位置。这一个系统将会允许步兵在所有天气的类型下和在夜间操作。连同其他的组件，一个士兵能使自己不暴露在敌人的火力下。

综合头盔子系统

综合头盔集合子系统(IHAS)使用先进材料，具有较轻的重量同时提供胜于美军目前头盔的壳体弹道防护。完整的综合头盔集合子系统比现有的头盔更轻和更舒服。IHAS的头盔安装了计算机和传感器显示装置，是对其它子系统到数字化战场的士兵界面。通过“头盔安装显示器”，士兵能观看计算机发出的图解数据、数字化地图、情报资料、部队位置，还包括安装在武器上热成像武器瞄准器(TWS )和摄像机的成像。这个新的能力允许士兵在一个隅角的周围检视、捕获一个目标，然后不暴露他自己并且射击武器，仅对敌人露出他的双臂和手。使用他的武器热成像瞄准器扫描一个区域，士兵将会能够看见区域的特性，包括地形和敌人位置，并且将会能够看穿欺骗伪装。安装在武器子系统上的夜视传感器显示装置的一个图像增强器，通向他的计算机信息处理机，并将处理后的信息显示在“头盔安装显示器”上面，这将会允许士兵面对在黑暗掩盖下的目标进行机动和交战。“陆地勇士”使用“头盔安装显示器”，将会允许步兵召唤情形映像、发送信息和请求火力支援，全部经过只是点一下一个“鼠标器”。

计算机/ 无线电子系统

步兵将会把计算机/ 无线电子系统(CRS )附装在他的背包“负荷- 支撑框架”上。背包上面部分是无线电装置，下面部分包括计算机信息处理机和全球定位系统(GPS )模块。用于单兵设备，计算机信息处理机与无线电装置和全球定位系统(GPS )定位器融合在一起集成到CRS 内，合并分开的显示装置、控制器和安装框体，因此减轻重量而且减少电源需要量。全球定位系统和无线电装置天线嵌入到负载框架内。

另外，附着于士兵胸部的手指触摸操作装置是一个连接到背包并且附着于士兵胸部的手指触摸操作装置，作用如同一个计算机鼠标，以及允许佩戴者变换屏幕、调节无线电、变换频率和传送数字信息。还有一些功能通过几个位于步枪上靠近扣板机的手指位置的按纽受控，这样允许士兵保持一个射击姿态。

软件子系统

“陆地勇士”软件子系统引导士兵的核心战场职能，显示处理、任务设备和电源管理。软件子系统包括战术和任务辅助模块；地图和战术覆盖图；收集和显示视频图像；也包括一个电源管理模块。“陆地勇士”将会在数字化战场上可共同操作。设计人员设置系统，能被更新和技术改进，模块体系结构允许直接插入/ 替换用于技术升级。对于士兵任务需求和参数选择，软件子系统允许士兵自己编制系统的菜单和功能操作。

单兵携带式电源组件，可能使用新型“形状- 适合”电池，作为士兵装具一部分穿着活动时感到舒适，没有妨碍感；另外的一种可能性是发展一个“睡眠”模式，当不使用时会自动地把设备设置在备用状态来保存电池能量。

单兵携带式电源组件使用两块锂电池，美国陆军要求电源工作时间12个小时，将来使用“睡眠”模式后工作时间30个小时，单兵携带式电源组件使用可再充电型电池，用于作战任务可利用车辆的动力，部分任务和当作备份使用用完即可丢弃的一次性电池。

防护服与单兵设备子系统

防护服和单兵设备子系统由建立在使用巧妙的“自动控制不稳状态技术”一种革命性背包框架设计所组成，用于士兵的自然身体活动弯曲。背包带使用快速脱扣器，使用士兵正确、快速脱掉背包。士兵的计算机/ 无线电联结必需的电缆集成到框架内。在活动的时候士兵能调整他的背包结构，从他的肩部到他的臀部调整负载分布。一个简单的调整，然而它允许士兵更有效管理和携带他的战斗负荷而且具有较小的疲劳感。新的“陆地勇士”防具，例如头盔，减轻重量提供改良的冲击防护。“陆地勇士”防弹衣包括一个模块化可升级防护块保护士兵免于轻武器威胁。防护服和单兵设备子系统结合模块化防弹衣和可升级防护块能挡住轻武器射击的子弹冲击。

引言

今天在用计算机看这篇文章的朋友们，请善待你的鼠标。因为今天是鼠标的生日。58年前的今天， 美国斯坦福研究院的道格拉斯·恩格尔巴特博士在电气和电子工程师协会的会议上展示了世界上第一只鼠标，并提出了“图形用户界面”(GUI)的概念。58年过去了，计算机的发展已经远超当时人们的想象。那么在未来，计算机的发展还有哪些脑洞大开的可能呢？今天就让我们来畅想一下未来计算机的样子吧。

尽管现在各式各样的智能手机、平板电脑、笔记本电脑都可以随身携带，人们的生活工作也因为它们的存在而方便了许多，但我们还是会常常冒出这样的念头：要是能像科幻电影里那样，把微型计算机穿在身上该有多好。

梦想是推动进步的力量。在今天，已经有了一些零散的小设备出现在实验室中。未来十年，把计算机穿在身上，也许会像是穿件衣服一样自然。

按照现代计算机理论奠基人之一冯·诺依曼的观点，计算机可以分成处理单元、输入单元、输出单元和存储单元等几个部分；但从使用角度出发，人们可能会更倾向于另一种分类：主机、输出设备和输入设备。当这些部分都变得够小够方便的时候，我们就有可能把计算机穿在身上。

与听觉相关的便携式输出设备已十分成熟——每个人都用过耳机或者耳塞。与视觉相关的输出设备也有了不错的进展：早在2005年，就已经有一些厂商开始尝试把眼镜和显示器结合起来。日本的一家公司开发的产品能用激光将图像直接投射到使用者的视网膜上——不必担心，激光的强度很低，不会对视力产生影响。它利用人的视觉暂留原理，让激光快速地按指定顺序在水平和垂直两个方向上循环扫描，撞击视网膜的一小块区域使其产生光感，从而使人们感觉到图像的存在。目前这种技术还不能提供非常精细的图像，不过，性能的提升只是时间问题而已。2013年面世的智能眼镜也是采用了类似的原理，让人们可以直接在眼镜上接收信息，同时不用担心看不见面前的景物。

美国西雅图华盛顿大学的几位研究者则干脆打算把显示器做在隐形眼镜上。他们将发光二极管元件、控制电路、天线和数据通信模块集成到一片软性隐形眼镜上，使用者戴上它能看到简单的图形。虽然现在它能提供的像素数量还不够多，但是可以想见，它会在视野中呈现出很广阔的场景——毕竟它是有史以来，与人们的眼睛接触最亲密、也最能保护隐私的显示系统了。

可以戴在眼睛上的显示系统，只是可穿戴计算机的一部分，人们可能会更关注和计算机对话的方式，毕竟键盘和鼠标都不大适合边走边用。在这方面，研究人员已经研发出了一种工具，只需碰碰指头，就能向电子设备发出指令。这种工具的名字是Skinput，这个单词是“皮肤”和“输入”两个词的结合。它由一条臂带、一个微型投影仪和一部运算装置构成，其中投影仪并非必备。臂带内侧有两列形状像微型听诊器的传感器阵列，每个阵列的五个压电式传感器将会收集不同频率的震动，并由运算装置将敲击手臂产生的震动转化为计算机可以识别的信号。当人敲击手臂时，经由皮肤表面直接传导的横波将会先行到达传感器，而通过骨骼传导的震动则在由内而外传递到皮肤时，形成到达时间稍晚的纵波。通过震动的强度和时间差可以计算出产生震动的源头的位置——这和我们进行地震测量时的方法十分类似。这种技术允许人们用一种在掌心敲敲打打的方式，来告诉计算机该做什么，我们的掌心就好像是键盘一样。不过现在它的精确度不算很高，还需要进一步提升才行。

当然，我们也可以直接和计算机说话。智能手机上已经出现了语音识别软件，可以把我们的话语转化成文字，继而让手机执行特定的功能。这种技术已经有了超过40年的历史，而且还在迅速发展中。也许再过10年，计算机就能像是我们的朋友那样听懂我们说的每一句话。

看来，可穿戴计算机的输入和输出设备都已经有了不错的进展，而主机完全可以用智能手机来代替——按照现在科技发展的速度，10年后智能手机的计算能力应该最少达到今天家用计算机计算能力的10倍以上。那么，应该用什么方式把这些设备连接在一起呢？

无线网络应该是个不错的选择。蓝牙技术能连接10米之内的设备，对可穿戴计算机来说已经够用，但是也许还有更好的选择：人体局域网。这个研究领域从20世纪90年代就已经开始发展，现在已经有了不少实验性产品。韩国一些大学里的研究者已经实现了可以媲美家用宽带的数据传输速度，能在3秒钟内传输一首歌曲。从本质上来说，这还是一种无线通信系统。它会在人体皮肤表面传递一个弱电场，通过适当的调制来携带数据。这种技术和蓝牙通信技术相比，不容易被截获和窃听，也不会被干扰，而且耗能要低得多。

对了，还有电池问题。计算机总是要用电的，而电池充电总是有些麻烦。人体发电技术能解决这种麻烦，让可穿戴计算机永远电力满满。早在2007年，英国的一些研究者开发出了方糖大小的振动发电设备，并且希望它能有更多的用途，例如通过人体内天然的振动源——心脏来为小型设备供电。

当然，并不是每个人都想在体内植入一个小发电机。在这方面，一次性打火机也许可以帮上忙。打火机中都有一小片压电陶瓷，当它的形状变化时就会产生电能。新加坡国立大学已经开发出了压电鞋，每走一步都能发电。后来美国普林斯顿大学的科学家改进了这种设计，把压电材料做成了细丝，再封装进柔软的硅橡胶中，制造出了具有良好柔韧性和惊人发电效率的发电鞋垫。中国科学家则开创了一个新领域，将压电材料的尺寸缩小到只有通过电子显微镜才能看到的程度。使用这种技术，科学家已经制造出了能发电的外套，这种外套将会随着我们每一个细微动作的发生而产生电能。

也许不久之后，上述这些技术都会成熟到可以商业化的程度。到那时，我们把计算机穿在身上的梦想就能实现啦。