可以把计算机穿在身上吗？

　　关键词：微型计算机，可穿戴式计算机

　　引言

　　今天在用计算机看这篇文章的朋友们，请善待你的鼠标。因为今天是鼠标的生日。58年前的今天， 美国斯坦福研究院的道格拉斯·恩格尔巴特博士在电气和电子工程师协会的会议上展示了世界上第一只鼠标，并提出了“图形用户界面”(GUI)的概念。58年过去了，计算机的发展已经远超当时人们的想象。那么在未来，计算机的发展还有哪些脑洞大开的可能呢？今天就让我们来畅想一下未来计算机的样子吧。

　　尽管现在各式各样的智能手机、平板电脑、笔记本电脑都可以随身携带，人们的生活工作也因为它们的存在而方便了许多，但我们还是会常常冒出这样的念头：要是能像科幻电影里那样，把微型计算机穿在身上该有多好。

　　梦想是推动进步的力量。在今天，已经有了一些零散的小设备出现在实验室中。未来十年，把计算机穿在身上，也许会像是穿件衣服一样自然。

　　按照现代计算机理论奠基人之一冯·诺依曼的观点，计算机可以分成处理单元、输入单元、输出单元和存储单元等几个部分；但从使用角度出发，人们可能会更倾向于另一种分类：主机、输出设备和输入设备。当这些部分都变得够小够方便的时候，我们就有可能把计算机穿在身上。

　　与听觉相关的便携式输出设备已十分成熟——每个人都用过耳机或者耳塞。与视觉相关的输出设备也有了不错的进展：早在2005年，就已经有一些厂商开始尝试把眼镜和显示器结合起来。日本的一家公司开发的产品能用激光将图像直接投射到使用者的视网膜上——不必担心，激光的强度很低，不会对视力产生影响。它利用人的视觉暂留原理，让激光快速地按指定顺序在水平和垂直两个方向上循环扫描，撞击视网膜的一小块区域使其产生光感，从而使人们感觉到图像的存在。目前这种技术还不能提供非常精细的图像，不过，性能的提升只是时间问题而已。2013年面世的智能眼镜也是采用了类似的原理，让人们可以直接在眼镜上接收信息，同时不用担心看不见面前的景物。

　　美国西雅图华盛顿大学的几位研究者则干脆打算把显示器做在隐形眼镜上。他们将发光二极管元件、控制电路、天线和数据通信模块集成到一片软性隐形眼镜上，使用者戴上它能看到简单的图形。虽然现在它能提供的像素数量还不够多，但是可以想见，它会在视野中呈现出很广阔的场景——毕竟它是有史以来，与人们的眼睛接触最亲密、也最能保护隐私的显示系统了。

　　可以戴在眼睛上的显示系统，只是可穿戴计算机的一部分，人们可能会更关注和计算机对话的方式，毕竟键盘和鼠标都不大适合边走边用。在这方面，研究人员已经研发出了一种工具，只需碰碰指头，就能向电子设备发出指令。这种工具的名字是Skinput，这个单词是“皮肤”和“输入”两个词的结合。它由一条臂带、一个微型投影仪和一部运算装置构成，其中投影仪并非必备。臂带内侧有两列形状像微型听诊器的传感器阵列，每个阵列的五个压电式传感器将会收集不同频率的震动，并由运算装置将敲击手臂产生的震动转化为计算机可以识别的信号。当人敲击手臂时，经由皮肤表面直接传导的横波将会先行到达传感器，而通过骨骼传导的震动则在由内而外传递到皮肤时，形成到达时间稍晚的纵波。通过震动的强度和时间差可以计算出产生震动的源头的位置——这和我们进行地震测量时的方法十分类似。这种技术允许人们用一种在掌心敲敲打打的方式，来告诉计算机该做什么，我们的掌心就好像是键盘一样。不过现在它的精确度不算很高，还需要进一步提升才行。

　　当然，我们也可以直接和计算机说话。智能手机上已经出现了语音识别软件，可以把我们的话语转化成文字，继而让手机执行特定的功能。这种技术已经有了超过40年的历史，而且还在迅速发展中。也许再过10年，计算机就能像是我们的朋友那样听懂我们说的每一句话。

　　看来，可穿戴计算机的输入和输出设备都已经有了不错的进展，而主机完全可以用智能手机来代替——按照现在科技发展的速度，10年后智能手机的计算能力应该最少达到今天家用计算机计算能力的10倍以上。那么，应该用什么方式把这些设备连接在一起呢？

　　无线网络应该是个不错的选择。蓝牙技术能连接10米之内的设备，对可穿戴计算机来说已经够用，但是也许还有更好的选择：人体局域网。这个研究领域从20世纪90年代就已经开始发展，现在已经有了不少实验性产品。韩国一些大学里的研究者已经实现了可以媲美家用宽带的数据传输速度，能在3秒钟内传输一首歌曲。从本质上来说，这还是一种无线通信系统。它会在人体皮肤表面传递一个弱电场，通过适当的调制来携带数据。这种技术和蓝牙通信技术相比，不容易被截获和窃听，也不会被干扰，而且耗能要低得多。

　　对了，还有电池问题。计算机总是要用电的，而电池充电总是有些麻烦。人体发电技术能解决这种麻烦，让可穿戴计算机永远电力满满。早在2007年，英国的一些研究者开发出了方糖大小的振动发电设备，并且希望它能有更多的用途，例如通过人体内天然的振动源——心脏来为小型设备供电。

　　当然，并不是每个人都想在体内植入一个小发电机。在这方面，一次性打火机也许可以帮上忙。打火机中都有一小片压电陶瓷，当它的形状变化时就会产生电能。新加坡国立大学已经开发出了压电鞋，每走一步都能发电。后来美国普林斯顿大学的科学家改进了这种设计，把压电材料做成了细丝，再封装进柔软的硅橡胶中，制造出了具有良好柔韧性和惊人发电效率的发电鞋垫。中国科学家则开创了一个新领域，将压电材料的尺寸缩小到只有通过电子显微镜才能看到的程度。使用这种技术，科学家已经制造出了能发电的外套，这种外套将会随着我们每一个细微动作的发生而产生电能。

　　也许不久之后，上述这些技术都会成熟到可以商业化的程度。到那时，我们把计算机穿在身上的梦想就能实现啦。