智能穿戴设备交互与展示设计研究

智能穿戴设备交互与展示设计研究

刘显龙

东北石油大学 黑龙江 大庆 163000

摘要：科学技术的发展使得智能化设备日渐增多，本文主要以可穿戴设备为研究对象，分析了智能可穿戴设备的关键技术，而后从图像交互、识别功能、生物数据感应、肢体动作探测几个方面分析了智能穿戴设备交互设计的实现，并结合具体实例展开深入分析，以期此次分析可以进一步推动智能穿戴设备更好的发展。

关键词：智能穿戴设备；展示设计；交互功能；虚拟现实技术

引言：分析智能可穿戴设备技术可知，其中涉及了智能云技术，虚拟现实技术等，是现代信息发展下的智能化产物，这种智能化可穿戴设备拥有强大的功能，在实际应用过程中具有较强的安全性。深入探究智能可穿戴设备发展历史，最早源自谷歌公司研制的智能眼镜，作为一种常规的硬件设备，将多种先进技术相互融合到一起，充分体现出了智能化功能，为人们通信提供了便利性。随着现代化社会飞速发展，智能穿戴设备的出现与应用，改变了以往人们固有思维，也改变了生产生活方式，很大程度上推动了其他智能设备发展。本文主要就是围绕智能穿戴设备交互与展示设计进行研究。

一、智能可穿戴设备的关键技术

    在智能可穿戴设备中，最为关键的就是应用了虚拟现实技术，并与云技术、大数据技术紧密结合，得到了更为智能化的可穿戴设备。就目前市场上出现的智能可穿戴设备看，不再局限于以往单一传统的通信功能，而是在功能上开始向预测未来方向发展，产品越发智能化、科技化[1]。分析这种虚拟现实技术可知，主要就是利用相关技术，在虚拟世界中呈现出现实的环境和场景，给人造成一种错觉，犹如身临其境一般，并在视觉、听觉、触觉等方面获得多层次的感知。而该技术的核心就是互联网，因为智能可穿戴设备的设计与实现必须依托互联网才能实现，借助网络平台可以满足智能可穿戴设备网络信息构建需求，进而获得有效沟通，使得设备各类功能得以实现。

二、智能可穿戴设备交互体验方式的实现

（一）3D全息投影

图像交互作为一种传感方式，被人们熟知，也是智能化设备较为容易实现的方式。随着科学技术不断发展，推动3D技术日渐普及，而虚拟现实技术可以充分利用电影3D技术，呈现到人们生活中，同时，计算机也无需液晶显示器，便可完成相关影像的投射。在该技术应用下，改变了以往人机互动模式，使用者可以直接依托智能界面设备，进行交互和信息的传递，感受到3D化的虚拟世界。可从该技术实际应用情况看，自身独立无法完成，而是需要和语音传感技术等配合使用。这种3D全息投影方式，改变了以往人们获得图像的方式，同时也进一步优化了虚拟技术[2]。

（二）识别功能

    在智能可穿戴设备中，最为基本的功能就是识别功能，由于具有识别性，人们在应用智能可穿戴设备过程中，能够实现人和界面之间的语音沟通，比如人们广泛应用的微信，当中的语言功能便是该技术产品的典型代表。在人与界面交互过程中语言系统必不可少，人们可以通过不同语言方式及时传达出不同的感情，这一功能受到人们的认可。因此，若想实现人机高效交互，必须深入研究产品各方面的功能，通过科学设计使得设备可以更好地为人们服务，这也是科技产品最为直接的体现，通过为人们提供服务的过程中有效提高产品服务性功能[3]。追溯历史，不难发现，以往人机工程学理论设计中已经出现了识别功能，而在可穿戴设备中发挥智能识别功能，需要在基础识别功能基础上进一步更新凸显出人体设计的主要功能。在语音交互中，其虚拟性的体现是建立在智能化语音分析基础上，并且具有较强的处理功能，用户无需动手就可以完成对设备的控制，在语音指令下，实施更多功能的操作。最为典型的就是苹果公司，其中的Siri语音控制功能，充分体现了设备对语音的识别，进而实现人机语言层面的交互性。

（三）生物数据感应

    智能可穿戴设备的实现，往往与身体产生的生物数据存在直接联系，通过身体生物数据的有效感应，使得智能穿戴设备读取分析数据，进而记录人体活动情况，捕捉到人体的一些行动信息，分析人体的感知和需求，从而帮助人们实现一种自我量化。目前，使用可穿戴设备获取人体生物数据，主要是通过人体血液循环速度实现，但从实际情况看，该一技术的应用还存在诸多不完善之处，因为设备精密性、灵活性有待提升，主要是因为核心传感器、芯片作用的发挥，需要依托数据感应技术才能实现，并且设备对人体的影响也需要进一步探究。

（四）肢体动作探测

    人体在运动过程中，不同部位会发出不同的动作，为肢体动作探测提供了依据。比如，人体面部、手部，并且肢体语言较为丰富，通过肢体动作探测能够获取更多信息，实现有效传递。因此，要求肢体动作探测仪器必须具有先进性，能够探测到各类肢体动作，而人体手臂动作较为丰富，也是最为容易探测到的动作，因此，将可穿戴设备戴在手臂上，能够更好地获取相关数据和信息。比如智能手表，当人们佩戴在手腕上时，可以根据身体及手臂的动作变化，探测人体的肢体动作，获取相关数据信息，帮助人们了解运动状态、身体状态

[4]。

三、智能可穿戴设备交互实例分析

    下文主要以可穿戴的集成脉搏传感器设备为例进行分析。该设备可以戴在手腕上使用，用于测量人体的脉搏，设备获得相应的信号后会及时传递给MCU，并在MCU作用下处理获取到的信号，从而对电磁铁的信号、电流进行有效控制，改善设备较大负重情况。从该设备实际应用情况看，能够为人们日常锻炼身体提供参考，测定脉搏数据后，进一步了解人体身体健康情况。

（一）智能穿戴设备的硬件设计方案

    分析智能可穿戴设备集成脉搏传感器构成元件可知，其中包含了MCU、脉搏传感，还有电磁铁、A/D转换器。各类信息的收集主要由脉搏传感器设备负责，由于该设备应用了智能化结构，穿戴在人身体上后，可以收集到人体较为微弱的脉搏，与此同时，也可以利用信息放大器，对这一微弱脉搏信号进行放大处理，满足信号传递需求。此外，脉搏传感器能够通过放大电路，采集到失调电压、偏置电流相关数据，进而合理调节、校准。

（二）电磁铁原理分析

    对线圈进行通电后，无论是铁心还是衔铁，都会在磁化作用下，形成不同极性的两个磁铁，进而产生互相吸引的关系。一种是吸收力，另一种是弹簧力，如果弹簧力小于吸收力，此时，衔铁会倾向铁心方向移动，这种情况下，一般是供电状态，而若是供电状态停止时，此时弹簧力开始增大，并逐步大于吸收力，此时的衔铁会重新回到原始位置[5]。而对于机械装置的操纵，主要是电磁铁利用载流铁心线圈产生的电磁吸力实现，这一过程中，主要就是电能转化为机械能的过程。

结束语：

    总的来说，智能化发展将成为未来社会重要发展方向，人们当前使用的智能手机仅仅是智能化设备中的一员。在智能化可穿戴设备作用下，不仅可以进行信息传输与接收，也可以为人们提供虚拟空间。因此，积极深入地探究智能设备的虚拟技术，有利于推进智能穿戴设备日后发展。

参考文献：

[1]余灿灿.健康监测类老年智能穿戴设备的界面设计策略研究[J].艺术品鉴，2019（35）：14-15+126.

[2]邓海静.基于专业设计公司设计程序和人机交互技术的智能穿戴设备设计[J].工业设计，2017（08）：81-85.

[3]马超.基于色彩心理学的智能穿戴设备交互色彩的设计[J].科技视界，2017（09）：162.

[4]曾丽霞. 基于情境感知的智能穿戴设备交互设计研究[D].江南大学，2016.

[5]孟令帅. 基于产业价值链视角的智能穿戴设备服务平台构建与运营研究[D].武汉理工大学，2016.