人机交互 《可穿戴设备》 论文解读

可穿戴设备介绍

学院：计算机科学与技术学院

专业：计算机科学与技术

年级：2013级(3班) *****

完成日期：2015年12月17日

指导教师：邝劲荺老师

目录

摘要： (2)

关键词： (2)

引言： (3)

正文： (3)

（1）骨传导交互技术 (3)

（2）眼动跟踪交互技术 (4)

（3）AR／MR交互技术 (4)

（4）语音交互技术 (4)

（5）体感交互技术 (4)

（6）触觉交互技术 (5)

（7）脑波交互技术 (5)

结论： (5)

参考文献： (6)

摘要：

可穿戴设备设备,通俗地理解就是一种可穿戴的便携式计算设备，具有微型化、可携带、体积小、移动性强等特点。因此在人机交互方面与一般的计算设备，或者说智能设备不同，是一种人机直接无缝、充分连接的交互方式，其主要特点包括单（双）手释放、语音交互、感知增强、触觉交互、意识交互等。

关键词：

便携，计算设备，交互

引言：

可穿戴设备（Weatable device）源于简单的计步器，它最初只是功能单一的电子产品。随着移动互联网应用的不断深入，类似计步器的产品纷纷与手

机及移动互联网应用联系在一起，一下子激活了这些“古老”产品的活力。随

着可穿戴在身上的电子产品越来越多，一个新名词————可穿戴设备，和它

代表的产品一样迅速流行并走红。它不仅是一种硬件装置，更能通过软件支持

以及数据交互和互联网应用来实现强大的功能。

正文：

可穿戴设备（Wearable Devices）是指应用穿戴式技术对日常穿戴进行

智能化配置的设备，将各类传感、识别、连接和云服务等技术综合嵌入到人们

的眼镜、戒指、手表、手环、服饰及鞋袜等日常穿戴的设备中，来实现用户五

感能力拓展、生活管家、社交娱乐、健康监测等功能，设备一般外形较为美观

时尚且易于佩戴、具备一定的计算能力以及拥有专用的应用程序和功能等特点。

据中国产业调研网发布的《2015年版中国可穿戴设备市场现状调研与发

展趋势分析报告》显示，得益于4G移动互联网的发展和普及，以及传感器等相关技术日趋成熟，可穿戴设备已经由概念走入人们的日常生活。2013年是可穿

戴设备的起步年，从上游元器件供应到下游终端产品推出，受到市场极大的关

注和热议。而在2014年CES上，各大厂商都将穿戴式产品视为全年布局的重中之重，从宣传攻势到产品发布，公司种类与规模跨度的分散与丰富促成了穿戴

式产品的多样性，无论在产品的终端形态和穿戴方式，还是在产品的应用效能

和实际用途方面都达到了一个崭新的高度，预示着可穿戴设备行业爆发在即。

可穿戴设备是未来移动互联网的发展趋势。

而当下主流的交互设备有如下几个方面：

（1）骨传导交互技术

骨传导交互技术主要是一种针对于声音的交互技术，将声音信号通过振动

颅骨，不通过外耳和中耳而直接传输到内耳的一种技术。骨传导振动并不直接

刺激听觉神经，但它激起的耳蜗内基底膜的振动却和空气传导声音的作用完全

相同，只是灵敏度较低而已。

骨传导技术通常由两部分构成，一般分为骨传导输入设备和骨传导输出设备。骨传导输入设备，是指采用骨传导技术接收说话人说话时产生的骨振信号，并传递到远端或者录音设备。骨传导输出设备，是指将传递来的音频电信号转

换为骨振信号，并通过颅骨将振动传递到人内耳的设备。

目前在智能眼镜、智能耳机等方面，骨传导技术是比较普遍的交互技术，

包括谷歌眼镜也是采用声音骨传导技术来构建设备与使用者之间的声音交互（2）眼动跟踪交互技术

眼动跟踪，又称为视线跟踪、眼动测量。眼动追踪技术是一项科学应用技术，通常由三种追踪方式：一是根据眼球和眼球周边的特征变化进行跟踪，二

是根据虹膜角度变化进行跟踪，三是主动投射红外线等光束到虹膜来提取特征。眼动追踪技术是当代心理学研究的重要技术，已经存在着相当长的一段时间，

在实验心理学、应用心理学、工程心理学、认知神经科学等领域有比较广泛的

应用。随着可穿戴设备，尤其是智能眼镜的出现，这项技术开始被应用与可穿

戴设备的人机交互中。

眼动跟踪交互技术的主要原理是，当人的眼睛看向不同方向时，眼部会有

细微的变化，这些变化会产生可以提取的特征，计算机可以通过图像捕捉或扫

描提取这些特征，从而实时追踪眼睛的变化，预测用户的状态和需求，并进行

响应，达到用眼睛控制设备的目的。

（3）A R／MR交互技术

增强现实（AR），是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖，如将

图形、文字、声音及超文本等叠加于真实环境之上，提供附加信息，从而实现

提醒、提示、标记、注释及解释等辅助功能，是虚拟环境和真实环境的结合。

介入现实（MR），则是计算机对现实世界的景象处理后的产物。

AR/MR技术可以为可穿戴设备设备提供新的应用方式，主要是在人机之间

构建了一种新的虚拟屏幕，并借助于虚拟屏幕实现场景的交互。这是目前智能

眼镜、沉浸式设备、体感游戏等方面应用比较广泛的交互技术之一。

（4）语音交互技术

语音交互可以说是可穿戴设备时代人机交互之间最直接，也是当前应用最

广泛的交互技术之一。尤其是可穿戴设备的出现，以及相关语音识别与大数据

技术的逐渐成熟，给语音交互带来全新的契机。新一代语音交互的崛起，并不

是识别技术上取得了多大的突破，而关键是将语音与智能终端以及云端后台进

行了恰到好处的整合，让人类的语音借助于数据化的方式与程序世界实现交流，并达到控制、理解用户意图的目的。前端使用语音技术，重点在后台集成了网

页搜索、知识计算、资料库、问答推荐等各种技术，弥补了过去语音技术单纯

依赖前端命令的局限性。

语音交互技术的应用分为两个发展方向：一个方向是大词汇量连续语音识

别系统，主要应用于计算机的听写机；另一个重要的发展方向是小型化、便携

式语音产品的应用，如无线手机上的拨号、智能玩具等。当然，目前还没有充

分普及的关键因素是语音识别的排干扰能力还有待加强，多语境下的识别还有

待完善。

（5）体感交互技术