「智能传感器」智能时代：穿着“科技”去运动 “适度使用”是关键

今天，山东创新网分享「智能传感器」智能时代：穿着“科技”去运动 “适度使用”是关键。

随着人们生活品质的不断提高，大家都开始关心自己的健康问题，于是便有越来越多的人热衷于健身及运动。为了让自己运动得更“专业”，除了高价聘用私教之外，功能各异的高科技智能服饰也逐渐获得人们青睐。无可否认，这是一个“拼技术”的年代，科技的日新月异能够令智能产品的功能变得更完善及专业。此外，高科技除了会改变人们原有的生活和运动模式之外，是否存在一定“弊端”，也是人们所顾及的方面之一。

智能服饰:让运动事半功倍
现有许多可穿戴设备都能做到在运动时收集相关数据，此外还能不断地根据你锻炼的类型和强度，调整对肌肉的刺激力度，模拟大脑给出的信号以锻炼肌肉。为了用更短的时间达到更好的健身效果，研究者们脑洞大开，纷纷依据各种不同科学原理设计出“高智商”的运动服饰。
比如最近由德国研制的“高效”智能运动服，特别之处在于内置电极，据称可以通过刺激肌肉以增强锻炼效果——只要穿上这款运动服，20分钟的锻炼效果就可媲美穿平常的运动服锻炼3小时。缩短运动时间却能达到更好的健身效果，对于懒虫而言无疑是福音。除了能够“刺激肌肉”，智能运动服还能“追踪肌肉”。由加拿大所研制的智能运动服，内置EMG运动传感器，能够感应和追踪到肌肉纤维内部的活动，并通过应用程序告诉用户各个部分肌肉的运动状态。另一方面，可提供教练般的反馈，是智能服饰存在的意义之一。近日印度研制的一款智能运动服，由压缩上衣和裤子组成。研究人员将119轴加速度计、心率传感器和温度传感器全部连接至一个动力组件，并嵌入至运动服内。贴心的是，应用程序会为用户提供专业的及时反馈，这意味着如果运动者的生物动力学、形式或姿势不正确，它会在第一时间发出通知，这点非常适合瑜伽爱好者的需求。除此之外，这款智能运动服还能在训练过程中帮助你保持最佳的心脏速率，或者在身体处于过热危险时提醒你停下来休息，十足“教练”般认真负责。
无论是可以检测各种体能数据的智能T恤衫、能够精确测算步数的智能袜子，还是能够检测到潜在危及生命情形（比如缺氧）的智能头部装备，不难发现，大多智能服饰都配置了可以捕捉身体动作的传感器——能够及时提供反馈，告诉你如何才能运动得更加专业。智能服饰设计者的目标，就是为了让你不需要进入虚拟世界，也可以像你最爱的运动员那样运动。

健康咨询：
不盲目膜拜 “适度使用”是关键

科技发展对于人类而言，好处是显而易见的，然而存在的健康隐患却不容易被发现。比如说，高科技的智能穿戴设备，大多会利用传感器技术在运动时收集相关数据，因此会涉及数据的传送和接收。科技在为人类服务的同时，是否发过来也存在一定“危害”？
中山大学孙逸仙纪念医院神经科主任医师刘军教授告诉记者，脑电图主要利用仪器检测脑部自发的生物电位，一般容易受到被检查者情绪、睡眠觉醒状态、外界磁场等干扰。如果超过一定限度的外界信号，会给人体甚至大脑产生一定影响，然而轻微的干扰（如正常使用手机等电子产品）不超过人体的承受范围，人体通过精密的自我调节应该不会受到不良影响。“自世界上第一部商业化手机于1973年面世以来，不过数十年时间，普及的时间则更短，对于人体健康的影响如何，仍需更长时间的观察、随访研究。”他认为，科技的发展是一把双刃剑，既带来福利也带来弊端。而随着科技的发展，人们会努力让福利更大化，弊端最小化。对于如今的手机、WiFi等新技术带来的便利很多，我们既不能顶礼膜拜，也不能谈虎色变、杯弓蛇影，更理智的做法是适度使用，趋利避害。
如今高科技产品日新月异，许多以前只出现在电影中的智能服装也成为现实。“人体是目前世界上最精密的‘仪器’，任何人工产品都无法与之媲美，通过传感器、智能服装自动调节人体的生物学功能，还为时尚早。”在黄翰教授看来，日常生活中已经充斥着手机、电脑、平板等电子产品，运动时如果能够返璞归真、亲近自然，才能充分感受机体的美妙，尽情享受运动的乐趣。

技术剖析：
智能穿戴科技由航天领域逐步渗入民用

智能服装属于一种身体内外部信息的采集和反馈系统，同时具有感知和反应双重功能的服装。它不仅能感知身体外部环境或内部状态的变化，而且通过反馈机制，能实时地对这种变化作出反应， 从而使服装变得有了智能的“感觉”。
华南理工大学软件学院智能算法与智能软件实验室主任黄翰教授告诉记者，最初，“智能服饰”主要应用在航空、航天及国防军工等特殊领域，随着传感器、无线通讯网络和微型芯片等技术的进步，智能穿戴技术渗入民用，逐步演变为目前的“智能服饰”。就黄翰教授认为，智能服饰的目的在于为人们日常生活提供便利。“这些服装可以简化我们与数字世界的联接，又不影响正常的人际交流，智能服装可以让人更多地与外界沟通，而不是盯着手机屏幕。”他说。
黄翰教授告诉记者，未来智能服饰的发展方向将由功能单一向多功能转换。随着电子技术的迅猛发展，智能服装逐渐趋于多功能化。“例如，同时具备生理数据采集、环境数据采集、卫星定位及交友娱乐等功能，并使用多样化的传感器和运行器件集成，提高精确度和稳定性，在不影响穿衣舒适度的前提下使其与服装融为一体。”他说，“其次要确保对人体无害，且具有抗辐射和防雷防电的功能。”而传感器和电子元件应的柔软性，以及面料本身的可水洗性，同样也成为智能服饰能否能够“飞入寻常百姓家”的关键。

“传感器技术”还有待提升
关于智能服饰，大家最熟悉的莫过于功能性相对比较成熟的“传感器技术”。面前市面上的可穿戴设备，大部分都不支持添置传感器。但模块化设计可穿戴设备是其发展的趋势。
“运动装备是目前可穿戴设备产品比较集中的领域，智能手环通过加速度传感器估算用户走的步数，智能跑鞋中通常采用压力传感器采集用户双脚落地的压力数据，由此分析用户的跑步数据。”黄翰表示，“相对于传统传感器的工业应用，智能服饰更需要新型符合服饰舒适美观要求的传感器。”
就目前而言，传感网络仍面临着通信能力有限、电源能量有限、计算能力有限等诸多挑战，传感器网络具有很强的动态性，因此必须具有可重构和自调整性。“因其感知数据采集环境复杂，数据实时性强、数据量大，我们需要研究稳定高效的数据流采集、管理、查询、分析和挖掘方法。”
据介绍，传感器在智能穿戴设备中仅仅担任数据采集的角色，最终设备是否能准确输出我们关心的信息，这中间还涉及复杂的信号处理过程，由于可穿戴设备有限的计算能力，限制了许多前沿的人工智能技术应用，因此其准确性还有待提升。“例如，运动手环很可能将手的摆动误认为一定是走路或者跑步。”黄翰这样说道。 （黄 岚）