7項交互技術幫助可穿戴設備改進得更實用

可穿戴設備設備，通俗地理解就是一種可穿戴的便攜式計算設備，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備，或者說智能設備不同，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有以下七方面：

1.骨傳導交互技術

骨傳導交互技術主要是一種針對于聲音的交互技術，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)絻榷囊环N技術。骨傳導振動并不直接刺激聽覺神經(jīng)，但它激起的耳蝸內基底膜的振動卻和空氣傳導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、骨傳導兩條路徑傳入內耳，然后由內耳的內、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，這就是骨傳導作用的結果。

骨傳導技術通常由兩部分構成，一般分為骨傳導輸入設備和骨傳導輸出設備。骨傳導輸入設備，是指采用骨傳導技術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備。骨傳導輸出設備，是指將傳遞來的音頻電信號轉換為骨振信號，并通過顱骨將振動傳遞到人內耳的設備。

目前在智能眼鏡、智能耳機等方面，骨傳導技術是比較普遍的交互技術，包括谷歌眼鏡也是采用聲音骨傳導技術來構建設備與使用者之間的聲音交互。

2.眼動跟蹤交互技術

眼動跟蹤，又稱為視線跟蹤、眼動測量。眼動追蹤技術是一項科學應用技術，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。眼動追蹤技術是當代心理學研究的重要技術，已經(jīng)存在著相當長的一段時間，在實驗心理學、應用心理學、工程心理學、認知神經(jīng)科學等領域有比較廣泛的應用。隨著可穿戴設備，尤其是智能眼鏡的出現(xiàn)，這項技術開始被應用與可穿戴設備的人機交互中。

眼動跟蹤交互技術的主要原理是，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，預測用戶的狀態(tài)和需求，并進行響應，達到用眼睛控制設備的目的。

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模型、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

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技術可以為可穿戴設備設備提供新的應用方式，主要是在人機之間構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、沉浸式設備、體感游戲等方面應用比較廣泛的交互技術之一。

4.語音交互技術

語音交互可以說是可穿戴設備時代人機交互之間最直接，也是當前應用最廣泛的交互技術之一。尤其是可穿戴設備的出現(xiàn)，以及相關語音識別與大數(shù)據(jù)技術的逐漸成熟，給語音交互帶來全新的契機。新一代語音交互的崛起，并不是識別技術上取得了多大的突破，而關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，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，彌補了過去語音技術單純依賴前端命令的局限性。

語音交互技術的應用分為兩個發(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

體感交互技術是指利用計算機圖形學等技術識別人的肢體語言，并轉化為計算機可理解的操作命令來操作設備。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備趨勢下帶動起來的一種人機交互技術。

肢體，包括手勢交流是人的本能，在學會語言和文字之前，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備不可或缺的人機交互技術。

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換為對應的指令，用來控制實現(xiàn)某些操作。隨著各項技術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

觸覺交互是目前可穿戴設備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機交互技術，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，其領域包括手術模擬訓練、娛樂、機器人遙控操作、產(chǎn)品設計、工業(yè)設計等。觸覺交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應用探索，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鍵交互技術。

7、腦波交互技術

腦波交互也可以理解為意識控制技術，這項技術在目前已經(jīng)有了一定的探索，但還沒有得到比較廣泛的應用?？梢哉f腦波交互技術將會是可穿戴設備產(chǎn)業(yè)的終極交互方式，不僅構建了人與設備之間，同時也是構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，人與人之間將會達成充分的“默契”。同樣，人與設備之間也將構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。