智能外骨設備讓你成為「不倒翁」！這個可穿戴設備很懂你

作者：中國科普博覽 文字取材於科普中國作品《電子皮膚:藏進文身的可穿戴設備》，《智能穿戴設備能取代器官嗎？》

在我國，跌倒已成老年人受傷致死的首因，在歐洲，老年人40%的致命傷都與摔倒有關。而年齡增大、平衡功能下降是老年人跌倒的重要危險因素，光靠身體訓練難以快速有效地提高老年人平衡功能，幸運地是，近日，義大利比薩聖安娜學校和瑞士洛桑聯邦理工學院的研究人員研發出了智能外骨設備，它可在穿戴者身體要失去平衡時，重新使其保持平衡，從而防止摔倒，設計者表示，這款設備不僅可以用於老年人，還可以用於其他群體，如身體損傷者、截肢者以及那些神經失調患者等。

智能外骨作為第一款用來防止摔倒的可穿戴設備，它到底是如何幫助人類變成「不倒翁」的呢？在它出現之前還有哪些可穿戴設備呢？目前除了外穿設備，科學家們還研發出了可藏進文身的電子皮膚，那麼它與外穿設備又有什麼關係呢？

「很懂你」的智能外骨

義大利研究人員最新研發出來的智能外骨是一個輕型通電設備，像穿褲子那樣穿戴，在胯部有一個發動機，背帶由碳纖維製成。在佩戴者有摔倒傾向時，感測器和演算法能及時檢測到並幫助其恢復平衡。該設備只需幾分鐘便可適應穿戴者，主要是調整適合體驗者的尺寸，並學習其步態，計算摔倒傾向，快速成為個人化外骨。

從技術角度來看，可穿戴設備的發展比移動大潮發展快，成本低廉的感測器和晶元，讓很多關注科技的小公司也可以設計生產複雜的可穿戴設備，可穿戴設備的應用，不需像智能手機一樣，依託可靠的移動互聯網服務。只需要簡單的藍牙連接或其他協議與智能手機通訊，就能實現可穿戴設備的創新。

1994年無線網路攝像頭

可穿戴設備功能的不斷增強，可以便捷地解決人們生活中的點滴問題，在一定程度上也改變了人們對自己身體器官的需求。將可穿戴顯示器戴在頭上，肉眼的作用顯得微乎其微，將檢測脈搏的設備戴在身上，忽視了人體五臟本身複雜的自我調理功能……

可穿戴設備由賭場作弊而生

可穿戴設備最早是在賭場里為作弊誕生的，早在上世紀60到70年代，最早的可穿戴設備被發明出來，用來增加在賭桌旁的勝率。1961年，麻省理工學院的數學教授Edward Thorp在賭博指南《Beat the Dealer》中提到，他發明的可穿戴計算機在輪盤賭博中作弊成功，為佩帶者帶來44%的優勢。1972年出現了可穿戴作弊器。

Maybe賭王是這樣誕生的!

此後可穿戴設備的發展不斷延伸人類的感覺器官和信息計算、加工能力。

手錶：20世紀80年代，計算器腕錶流行。世界首款手腕計算器——Pulsar在1975年年末正式發布，並隨即流行。近年，三星發明了智能手錶，可使用藍牙和安卓手機相連接。日本汽車製造商日產發布Nismo智能手錶，可以為駕駛員提供平均時速、油耗和駕駛員心率等信息。

視覺：1981年，還是高中生的Steve Mann把一部6502計算機連接到了一部帶鋼架的背包上，控制攝影裝備。1994年，發明計算機背包的Steve Mann製作出一款可穿戴攝像頭，並實現了將圖像上傳到網路的功能。2013年，谷歌眼鏡發布，可通過語音識別和側面的觸控板來進行控制。谷歌眼鏡是一款固定在眼鏡上的光學頭戴顯示器，通過語音控制，可以用WIFI上網。

聽覺：1987年，首款數字助聽器問世，但是由於它的設計體形龐大，這類設備並沒能取得商業上的成功。2000年，首款藍牙耳機發明。2002年Xybernaut Poma可穿戴PC問世，這款設備就像是把磁帶錄音機戴在了頭上。

信息：2003年，世界首款完全數字化的起搏器Vitatron C-Series問世，這款設備可以讓醫生在18秒內下載好病人的信息。2006年，耐克和蘋果聯合推出了Nike+iPod，一款允許用戶將自己的運動同步到iPod當中的運動套件。耐克隨後還推出了數款帶有iPod專用口袋的服飾。2009年，WW200可穿戴計算機由Glacier Computers所發布，主要為了用戶能在緊急情況下獲得大量的信息，並具有防水功能。

可穿戴設備在過去這幾十年的發展歷程中，延伸了人類的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，以及提高了人類的信息處理能力。而5月11日報道的智能外骨設備，則通過感測器、演算法和外骨骼技術彌補了人類平衡功能退化或受損的缺陷，防止這些功能受損的人群摔倒，給他們的生命安全帶來一定的保障。

電子皮膚與你親密無間

以上所介紹的可穿戴電子產品都是附帶在人體外，多外肉眼可見，顯形的輔助設備，而電子皮膚不同於它們，電子皮膚又薄又輕，不易斷裂，甚至可拉伸。它輕薄得像你的皮膚一樣，可以貼在你的手腕或者身體其他任何需要的位置，甚至能成為你身體的一部分。

圖為電子皮膚背面

人造的電子皮膚除了能實現人類皮膚的原有功能外，還能實時測量人的心跳脈搏、血壓血糖，能夠發光發熱、存儲數據，甚至還有一種貼在舌頭上的電子皮膚，能讓盲人看到周圍的物品。

科學家開始研究電子皮膚則可以溯源到1970年代，那個帶著感測器的假手。其後，在2004年科學家發明了可彎曲的矩陣皮膚，2008年又發明了微結構的壓力感測器。而近年電子皮膚也由於在生物醫學領域的潛力，得到了廣泛研究和關注。比如在2011年由美國斯坦福大學的科學家提出並製造的一種可以伸縮的微小的太陽能電池，可以為電子皮膚的壓力感測器等提供能量。在2013年，斯坦福大學還發明了一種可以藏在文身貼里的電子皮膚。

大家也不必顧慮這樣的電子皮膚是否有害於人體，一般的電子皮膚只是用透明的塗料貼在表面，用特定的洗劑或者工具就可以取下，比一般的刺青容易去掉得多，甚至還可以重複利用。而嵌入人體的電子皮膚，也會使用生物兼容性的材料，化為身體的一部分而不產生排異反應。此外，電子皮膚也不單單只用在人體，因為它是如此的柔軟輕便，它可以用在很多東西的表面，比如服裝、飾品、輸液袋以及機器人的表面等等。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！