可穿戴設(shè)備七大關(guān)鍵交互技術(shù)

　　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算設(shè)備，具有微型化、可攜帶、體積小、移動性強等特點。主要的交互方式及交互技術(shù)有七方面。

　　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算設(shè)備，具有微型化、可攜帶、體積小、移動性強等特點。因此在人機交互方面與一般的計算設(shè)備，或者說智能設(shè)備不同，是一種人機直接無縫、充分連接的交互方式，其主要特點包括單(雙)手釋放、語音交互、感知增強、觸覺交互、意識交互等。主要的交互方式及交互技術(shù)有以下七方面：

　　1.骨傳導(dǎo)交互技術(shù)

　　骨傳導(dǎo)交互技術(shù)主要是一種針對于聲音的交互技術(shù)，將聲音信號通過振動顱骨，不通過外耳和中耳而直接傳輸?shù)絻?nèi)耳的一種技術(shù)。骨傳導(dǎo)振動并不直接刺激聽覺神經(jīng)，但它激起的耳蝸內(nèi)基底膜的振動卻和空氣傳導(dǎo)聲音的作用完全相同，只是靈敏度較低而已。

　　在正常情況下，聲波通過空氣傳導(dǎo)、骨傳導(dǎo)兩條路徑傳入內(nèi)耳，然后由內(nèi)耳的內(nèi)、外淋巴液產(chǎn)生振動，螺旋器完成感音過程，隨后聽神經(jīng)產(chǎn)生神經(jīng)沖動，呈遞給聽覺中樞，大腦皮層綜合分析后，最終“聽到”聲音。簡單一點說，就是我們用雙手捂住耳朵，自言自語，無論多么小的聲音，我們都能聽見自己說什么，這就是骨傳導(dǎo)作用的結(jié)果。

　　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，是指采用骨傳導(dǎo)技術(shù)接收說話人說話時產(chǎn)生的骨振信號，并傳遞到遠端或者錄音設(shè)備。骨傳導(dǎo)輸出設(shè)備，是指將傳遞來的音頻電信號轉(zhuǎn)換為骨振信號，并通過顱骨將振動傳遞到人內(nèi)耳的設(shè)備。

　　目前在智能眼鏡、智能耳機等方面，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)來構(gòu)建設(shè)備與使用者之間的聲音交互。

　　2.眼動跟蹤交互技術(shù)

　　眼動跟蹤，又稱為視線跟蹤、眼動測量。眼動追蹤技術(shù)是一項科學(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行跟蹤，二是根據(jù)虹膜角度變化進行跟蹤，三是主動投射紅外線等光束到虹膜來提取特征。眼動追蹤技術(shù)是當代心理學(xué)研究的重要技術(shù)，已經(jīng)存在著相當長的一段時間，在實驗心理學(xué)、應(yīng)用心理學(xué)、工程心理學(xué)、認知神經(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)，這項技術(shù)開始被應(yīng)用與可穿戴設(shè)備的人機交互中。

　　眼動跟蹤交互技術(shù)的主要原理是，當人的眼睛看向不同方向時，眼部會有細微的變化，這些變化會產(chǎn)生可以提取的特征，計算機可以通過圖像捕捉或掃描提取這些特征，從而實時追蹤眼睛的變化，預(yù)測用戶的狀態(tài)和需求，并進行響應(yīng)，達到用眼睛控制設(shè)備的目的。

　　通常眼動跟蹤可分為硬件檢測、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)綜合3個步驟。硬件檢測得到以圖像或電磁形式表示的眼球運動原始數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被數(shù)字圖像處理等方法提取為坐標形式表示的眼動數(shù)據(jù)值，該值在數(shù)據(jù)綜合階段同眼球運動先驗?zāi)Ｐ?、用戶界面屬性、頭動跟蹤數(shù)據(jù)、用戶指點操作信息等一起被綜合實現(xiàn)視線眼動跟蹤功能。

　　3.AR/MR交互技術(shù)

　　增強現(xiàn)實(AR)，是指在真實環(huán)境之上提供信息性和娛樂性的覆蓋，如將圖形、文字、聲音及超文本等疊加于真實環(huán)境之上，提供附加信息，從而實現(xiàn)提醒、提示、標記、注釋及解釋等輔助功能，是虛擬環(huán)境和真實環(huán)境的結(jié)合。介入現(xiàn)實(MR)，則是計算機對現(xiàn)實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，主要是在人機之間構(gòu)建了一種新的虛擬屏幕，并借助于虛擬屏幕實現(xiàn)場景的交互。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.語音交互技術(shù)

　　語音交互可以說是可穿戴設(shè)備時代人機交互之間最直接，也是當前應(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)語音識別與大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸成熟，給語音交互帶來全新的契機。新一代語音交互的崛起，并不是識別技術(shù)上取得了多大的突破，而關(guān)鍵是將語音與智能終端以及云端后臺進行了恰到好處的整合，讓人類的語音借助于數(shù)據(jù)化的方式與程序世界實現(xiàn)交流，并達到控制、理解用戶意圖的目的。前端使用語音技術(shù)，重點在后臺集成了網(wǎng)頁搜索、知識計算、資料庫、問答推薦等各種技術(shù)，彌補了過去語音技術(shù)單純依賴前端命令的局限性。

　　語音交互技術(shù)的應(yīng)用分為兩個發(fā)展方向：一個方向是大詞匯量連續(xù)語音識別系統(tǒng)，主要應(yīng)用于計算機的聽寫機;另一個重要的發(fā)展方向是小型化、便攜式語音產(chǎn)品的應(yīng)用，如無線手機上的撥號、智能玩具等。當然，目前還沒有充分普及的關(guān)鍵因素是語音識別的排干擾能力還有待加強，多語境下的識別還有待完善。

　　5.體感交互技術(shù)

　　體感交互技術(shù)是指利用計算機圖形學(xué)等技術(shù)識別人的肢體語言，并轉(zhuǎn)化為計算機可理解的操作命令來操作設(shè)備。體感交互是繼鼠標、鍵盤和觸屏之后新的人機交互方式，也可以說是可穿戴設(shè)備趨勢下帶動起來的一種人機交互技術(shù)。

　　肢體，包括手勢交流是人的本能，在學(xué)會語言和文字之前，已經(jīng)能用肢體語言與人交流。其實手勢交互技術(shù)的存在已經(jīng)有相當長的一段時間，在過去30年，研究人員一直在研究基于肢體語言的交互系統(tǒng)。因為肢體語言在日常生活中最為頻繁，便于識別。只是之前所有基于肢體語言的研究主要以手勢識別為主，而對身體姿勢和頭部姿勢語言較少。隨著可穿戴設(shè)備，尤其是智能服飾產(chǎn)業(yè)以及體感交互優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以說體感交互將成為可穿戴設(shè)備不可或缺的人機交互技術(shù)。

　　其中尤其以手勢交互最具代表性，手勢識別是利用各類傳感器對手部/手持工具的形態(tài)、位移等進行持續(xù)采集，每隔一段時間完成一次建模，形成一個模型信息的序列幀，再將這些信息序列轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的指令，用來控制實現(xiàn)某些操作。隨著各項技術(shù)的成熟和傳感器的發(fā)展，手勢識別已經(jīng)進入可用性階段，各類產(chǎn)品和解決方案也開始涌現(xiàn)。

　　6.觸覺交互技術(shù)

　　觸覺交互是目前可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機交互技術(shù)，對人機之間的信息交流和溝通方式將產(chǎn)生深遠的影響。觸覺可謂是人體一切的感覺之母，是人類與外界交流，并感受外界的重要通道之一。軟硬、冷暖、粗細，以及物體形狀等信息，都可以在觸摸中感知，人類更復(fù)雜的情感交流也可以通過觸摸實現(xiàn)。觸覺交互研究如何利用觸覺信息增強人與計算機和機器人的交流，其領(lǐng)域包括手術(shù)模擬訓(xùn)練、娛樂、機器人遙控操作、產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)設(shè)計等。觸覺交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應(yīng)用探索，將會是未來人類在虛擬現(xiàn)實中“真實”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控制技術(shù)，這項技術(shù)在目前已經(jīng)有了一定的探索，但還沒有得到比較廣泛的應(yīng)用。可以說腦波交互技術(shù)將會是可穿戴設(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，同時也是構(gòu)建人與人之間的一種新的溝通方式。未來，我們借助于腦波交互技術(shù)，人與人之間將會達成充分的“默契”。同樣，人與設(shè)備之間也將構(gòu)建出一種新的人機交互方式，這種交互方式可以說是可穿戴時代的終極交互方式。