可穿戴设备呈“拉链入侵”趋势，正“由表及里”进军人体

2017-06-02 16:51

近日，MIT媒体实验室联合哈佛医学院，共同研发一项名为“Dermal Abyss”的项目。此项目的发起人是MIT的研究人员、计算机工程师Katia Vega，前不久她刚刚为秘鲁的工程技术大学开设了计算机科学系。
确切地说，Dermal Abyss是一种可对人体状况进行监测的刺青墨水，可直接反映出人体的化学变化。例如绿色代表钠，紫色代表PH值，从浅绿到棕色则是葡萄糖。颜色程度的深浅不一，对应着人体内不同化学元素的含量，从而实时反映出人体各项指标的状况。
实际上，Dermal Abyss相当于一种新型的可穿戴设备。随着时代和技术的进一步发展，可穿戴设备不仅是有笨重外形并且让使用它的人看上去怪异的设备，而是正在呈现“拉链入侵”趋势，逐步完成对人体“由表及里”的“入侵”过程，最终植入体内，成为人体的一部分。
一、可穿戴设备种类繁多，正“由表及里”入侵人体
纵观人类发展史，结束了茹毛饮血、兽皮树叶的原始社会之后，人类走向文明的一大标志即是用棉麻丝毛制作成服饰、鞋帽等物品穿戴在身上。此外，为了美观与彰显身份地位，人类发明并佩戴各类饰品。数千年来，穿戴文化博大精神，材料也是五花八门并处于持续更新的状态中。到今天，人类在穿戴上早已不满足于基本需求，还利用先进的科技制造出了智能穿戴设备。
自谷歌眼镜出现起，可穿戴设备就当之无愧地成为了继智能手机和平板电脑之后席卷而来的新一轮智能设备热潮。从传统厂商到创业企业再到科技巨头纷纷受到这一热潮的吸引，各类可穿戴设备层出不穷，市场一时间火爆异常。
然而，在热潮逐渐退却后，却显现出了许多问题。最明显的是许多可穿戴设备体积庞大或外形怪异，加之并非刚需，致使市场泡沫涌起，隐隐呈现噱头化趋势。也正是由于这个原因，促使可穿戴设备向一种全新的方向发展，比如上文提到的Dermal Abyss。
在Vega 的理念中，人体皮肤是一种新型交互界面，它能够显示出许多秘密，这一理念在Dermal Abyss上体现的极为充分。
例如，一位糖尿病患者只需通过Dermal Abyss在浅绿色和棕色之间的变化，就能够洞悉自身的血糖水平，而不必非要去医院做手指点刺试验；Dermal Abyss中的钠传感器在太阳的照射下会发光，用以告知人体中的水含量，从而避免脱水状况的发生；PH值的变化有助于使用者实时了解自身的健康状况，警惕“亚健康”现象。此外可以设想一下，在去医院就医时，向医生直接展示Dermal Abyss，可以帮助医生进行快速诊断，并免去许多以往繁琐的检查项目。
对在人体表层加入技术这方面，Vega花费了7年时间进行研究。除了Dermal Abyss，她还研制出了具有RFID（无线射频识别技术）功能的指甲油、导电化妆笔以及能够遵循眼部肌肉收缩的智能可穿戴式假睫毛等等，她认为这些都属于“美丽科技”的范畴。
虽然Dermal Abyss还未投入实际应用中，但研究人员已经在猪皮肤上试验成功。他们计划将这项技术应用于医疗保健领域，从而帮助人们对身体状况有更深入的了解。他们认为，皮肤是揭示人体奥秘的入口，Vega表示：“我想更深入地研究，而不仅仅停留在表层皮肤”。Vega的愿望恰好反映出了目前可穿戴设备的发展趋势，即“由表及里”，向人类体内“进军”，当前出现的许多设备都能够证明这一趋势。
表皮电子贴片：监测人体生理指标
这种生理监测芯片直接贴在皮肤上即可，相当于临时纹身，可用来检测体温、心跳等人体各项生理指标，用户则可通过配套的应用查看相关数据。
这种生理监测芯片主要应用于医疗和运动检测领域。在2013年的D11 Conference科技大会上，Motorola负责未来技术和项目的高级副总裁Regina Dugan展示了此类产品，可作为密码使用，从而保护人体数据隐私。
植入式指南针：路痴出行必备佳品
这款指南针名为Southpaw，出自电子工程师布莱恩·麦考伊之手。其原理是将一个微型指南针封进硅套，装入圆形的钛外壳中，而后植入皮下，外面只露出一个超薄的细须。当用户面朝北方之时，细须被激活，轻轻刺进皮肤，从而达到指明方向的目的。
可植入芯片：避孕药什么的可以不用了
这是美国一家科技公司MicroCHIPS提出的新型节育方案，通过在皮下植入芯片控制体内激素量。此芯片大小仅为20mmx7mm，每日能够提供30毫克剂量的“左炔诺孕酮”达到避孕目的，可通过遥控开关避孕功能，使用寿命长达16年。
该装置可通过局部麻醉植入皮下，全程不超过半小时，并已通过临床试验。不过，该技术尚有不足，如芯片的加密技术仍需进一步完善。此外，该技术已加入“比尔和梅琳达基金会”计划生育方案，有望于2018年左右面世。
“维他命认证”药丸：认证无需密码直接解锁
这是Motorola于2013年生产的一款维他命小药丸，进入人体后会受胃酸驱动发出一个18位的电子信号。这意味着，使用者的身体即身份认证，这种认证被称为“维他命认证”。
对于这些奇奇怪怪的设备，有不少“科技狂人”都跃跃欲试，比如此前有人在耳朵中植入磁性耳机、在手上植入RFID（无线射频识别）芯片等。植入式指南针发明者麦考伊也与有关专家合作将设备植入自己体内。这些人身体力行，也从某种程度上推动了植入式穿戴设备的发展。
由此可见，随着技术的发展，可穿戴设备越来越会“取悦”人体，“由表及里”的“入侵”已然成为一种趋势，这种趋势与“拉链入侵”的形式极为相似。未来，可穿戴设备在传感器等技术的作用和不断发展中会更趋向于无形，给人体极致的体验。不过在此之前，人类仍需要解决其中所隐藏的安全问题。
二、“拉链入侵”存在隐患，可穿戴设备依托先进技术发展
可穿戴设备的发展过程，类似于“拉链入侵”。在人类穿戴史上，拉链的出现实现了人类“天衣无缝”的梦想，如今拉链早已与人们形影不离，但其发展进化也仅有百年。拉链经历了“滑动式纽扣--自动铁钩式纽扣--普拉扣--隐藏式钩子--拉链”的演化过程。简单来说，这是由笨重到轻巧、从昂贵到廉价的进化过程，最终隐没于穿戴物中，从而实现了“拉链入侵”。
此模式迁移至可穿戴设备领域同样可以适用。就当前发展趋势而言，未来，可穿戴设备也会如拉链一般，遵循从简单到复杂、从昂贵到廉价、从累赘到小巧的进化路径。智能化会嵌入服装、饰品、鞋帽、皮肤、皮下直至各个器官之中，最终与人融为一体。
在可穿戴设备按照这个路径发展的过程中，技术起到了至关重要的作用。无论可穿戴设备在体外还是体内，准确的感知、可靠的传输以及强大的计算都是必不可少的。但是，在出现革命性技术的同时，可穿戴设备也面临着严重的安全隐患。对此，东京大学研究生院工学系副教授染谷隆夫认为：“当一个半导体芯片被植入身体之内，黑客确实是一个严重的问题”。
要解决这类问题，并非完全没有思路。一个办法是赋予设备自我解析数据的能力，减少无线电波的外送，从而减轻安全隐患。或者完全避免向外输送无线电波，阻断黑客盗取信息的途径。
目前，瑞典的一个科学团队已经研发出一种体内联网的方式，以身体中的水作为导体，保持低频率状态进行信号传输。该项目研究人员伯格伦表示，该系统能够通过身体交换电子标签物体间的数据，并传输到智能手机，下一步将集成到皮肤感应器。
除了安全问题，新型设备的研发者们可能还要考虑到医疗监管等舆论问题。药剂供应商也担心，一旦这些设备出现问题，他们也会被卷入诉讼纠纷中，这也是阻碍可穿戴设备继续发展的一大因素。
就目前的情况而言，尽管已经出现了植入人体的设备，但尚处研究阶段，这一领域更倾向于从第一阶段（外形怪异的可穿戴设备）到第二阶段（趋向微型与隐性的可穿戴设备）的过渡。在这一过程中，传感器起到了关键作用，因此探索微型化、低功耗、廉价的传感器方案就显得尤为重要。
根据用户与现实功能的需求来看，可穿戴设备的传感器应该集生物传感器与环境传感器于一体。根据摩尔定律，传感器成本将呈持续下降的趋势，可能会入侵到生活中的每个角落。这不仅有利于可穿戴设备打入消费级市场，更有利于物联网规模的进一步扩张。
可穿戴设备的本质，是融入人们的生活中，而非成为累赘，这就对研发过程中的外表观感、人体工学和舒适度等工业设计提出了更高的要求。然而，现下众多生产厂商出身科技领域，对于穿戴时尚、流行文化与市场缺乏深刻的理解，故而难以满足用户需求。
在可穿戴设备的“拉链入侵式”革命中，可穿戴设备需更加符合美学和时尚观念，智能方案也将进一步呈廉价化和简捷化发展趋势。最终使人类接受其存在于身体之上，进而植入人体，成为人体本身的一部分。尽管将各个环节融合并非易事，并且会遭遇诸多阻碍，但可穿戴设备科幻式的发展方向仍然是值得期待的。
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