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军用智能可穿戴设备分类解读

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发表于 2018-11-15 10:24:28 |显示全部楼层
    提起智能可穿戴设备,大家可能首先想到的就是智能手环,也可能直接想到的是谷歌VR眼镜,抑或有些人可能会想到钢铁侠,这里不得不说,大家想象之快捷、思维之灵动。想到了如此多的实物或者例子,那么什么是智能可穿戴设备呢?
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    从上面联想到的实物,我们可以把智能可穿戴设备定义为直接穿着于人身上的具体设备部件或整合到衣服、配件中,且可以通过软件支持和云端进行数据交互的设备。这类设备可以利用传感器、射频识别、导航定位等信息模块,按约定的协议接入移动互联网,实现人与物在任何时间、任何地点的连接与信息交互。通过这类设备所具有的特点,我们可认为智能可穿戴设备是对融合传感器、显示器、无线模块等功能模块进行智能化、集成化、便携化的可穿戴技术设计研发而成的可穿戴式电子设备的总称。也就是说,这类设备不是单一的个体,而是指含智能可穿戴设备部件及与之配合的计算机、智能手机、操作系统等软硬件环境在内的一个系统。
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军用智能可穿戴设备分类归纳
    可穿戴设备起源于20世纪60年代,智能可穿戴概念设备初次亮相于20世纪70-80年代,直到2012年以智能手表为代表的等智能可穿戴设备开始爆发,各类设备纷呈而至,其中以智能手环、智能手表、智能眼镜和智能配饰四种产品最为常见,约占据全球可穿戴设备出货量的80%以上。
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    随着智能可穿戴设备在民用市场领域的深入,一些国家开始探索期在军用领域的用途,并投入大量的人力、物力和财力去实施智能可穿戴设备系统的军用应用计划,如美军的“陆军勇士单兵系统”、俄罗斯研发的“狼士兵2000单兵作战系统”、法国和意大利的“未来步兵单兵作战系统”、英国的“重拳系统”、韩国的“未来部队勇士系统”、日本的“下一代近战信息共享系统”、印度的“未来步兵作战系统”、德国的“IdZ作战系统”以及中国的“龙族战士单兵作战系统和单兵状态监测系统”,并取得了一定的成果,形成了“智能衬衣”、可穿戴外骨骼系统、智能头盔和人提供电设备等系列化产品。
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    随着智能可穿戴设备在军用领域的应用范围越来越广,设备的种类也变得越来越繁多,并呈现系列化和多样化的趋势。但从单兵作战系统角度,可以按照智能可穿戴设备的使用功能将其分为作战武器和监护管理两个类别。
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    作战武器类
    随着计算机、微型传感器和智能织造技术的迅猛发展,智能可穿戴设备真正实现了贴身便捷携带的目标,也极大地扩展了士兵的生理功能,使得作战武器类智能可穿戴装备的类别也越来越多,大约可以分为智能头盔类、武器类、监测传输类、安全防护类以及智能外骨骼系统类。
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    (1)智能头盔类:以美军大量服役的凯夫拉头盔最为常见,也最具代表性。该头盔采用了具有密度低、强度高、韧性好、耐高温等一系列他特性的凯夫拉材料,使得其不仅可以抵御步枪子弹的直射,而且还可以防御手雷、地雷、迫击炮等破片杀伤性武器的余威波及。据悉,凯夫拉头盔还有一个比较突出的特点,那就是其还可以安装双工通讯模块、数字摄像机、防激光护目镜等其他模块化装置。
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    (2)武器类:主要以步枪为主的枪械较多,只不过该类枪械一般都集成了红外探测器、测距仪、校靶镜、夜瞄标灯等装置于一体,不仅可以实现昼夜监视,还可以在夜间实施精准射击。
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    (3)监测传输类:主要包含无线电台、单兵军用手机、便携式一体化终端、智能化供电设备等,该类设备可实现单兵间或单兵与后方指挥系统的实时数据传输与通讯,还可以实施传输单兵身体状况及环境的监测。
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    (4)安全防护类:主要指智能防护装备,其中比较知名的应该是英国ITL公司研发的智能防护服装备Spirit和美国的“勇士织衣”。智能防护服装备Spirit采用了模块化的伸缩、感应和隐藏等技术,使其不仅具备防弹功能,还能够让穿戴者通过连接顶端两侧的插头使之能够连接数据,而且还可以随时随地为智能穿戴设备提供充足电力支持。而美国的“勇士织衣”是在战士全身布满微型传感器、功能结构件、小型化功能模块等,使得士兵负重能够智能分布于士兵全身,从而有效减小背包重物的作用力。同时,智能化的功能部件还能够减少战士的人体代谢消耗,增强身体机能,提高作战能力。
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    (5)智能外骨骼系统类:主要指军用可穿戴外骨骼。该类别中比较显著的装备有英国采用碳纤维复合材料研制的“矫正负重辅助装置”、法国研制的“大力神”可穿戴外骨骼、荷兰研发的“外置伙伴”可穿戴外骨骼等,它们均可大幅度提高士兵的负载能力。其实,归根到底来说,军用可穿戴外骨骼可以认为是一种可穿戴式的机械装置或机器人,它们不仅可以扩充或增强人体的生理机能,而且能够提高士兵的负重运动能力、减轻负重对士兵的损伤,从而提高士兵负重情况下的持久作战能力;同时还可以作为武器设备的搭载平台,提高单兵作战能力。
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    智能可穿戴设备在日常监护管理中的应用也较为广泛,其中比较典型的是。可穿戴式电子织物被认为是生理监测装置的最佳载体,可以不影响士兵的作战能力和工作效能,并且在生理和心理上不会对士兵产生压力。电子织物是纺织产品与电子设备的集合体,简单来说电子织物就是一种具有交互能力、信息传输与处理的智能服装。
    监护管理类
    除作战武器领域之外,智能可穿戴设备在监护管理方面也有较为广泛的应用。可以分为安防管理装备、生理检测与医疗辅助装备和智能化装备检修设备,其中比较典型的事穿戴式生理监测与医疗辅助装备,在各国军事训练及战场救护方面几乎都有所应用。
    (1)安防管理装备。这个比较常见的是哨兵执勤和枪弹离位报警系统,该系统由哨兵手表、枪弹部位监测装置、无线收发装置和报警装置组成,可实时监测执勤哨兵及携带枪弹的动态位置信息。另外,该装置也可以外接穿戴式运动相机,从而实现岗哨执勤动态图像的实时录制、传输与监督。
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    (2)生理检测与医疗辅助装备。据美军不完全统计,第二次世界大战以来,所有牺牲的战士中90%属于因伤未及时救治致死。由此可知,智能便携式可穿戴医疗辅助装备变得尤为重要,因为这是降低士兵因伤死亡率的关键。穿戴式生理检测与医疗辅助设备作为当前医疗电子行业热点,逐渐被各国运用于军事训练体征监测和医疗救护保障。智能可穿戴式生理监测与医疗辅助设备运用无创性生理传感器,实时监测士兵的血样饱和度、呼吸频率、体温、脉搏频率和血压等生理参数,评估士兵的身体状况,然后提醒士兵需要及时休息、补充能量或者及时自救或寻求救护等信息。比较有代表性的是腕式电子血压计、心脏检测仪、脉搏监测器和计数器以及智能等装备。智能T恤衫具备心率、呼吸频率、肺活量、体表温度、血氧饱和度和血压等生理参数监测功能,故在美、法、德、意等国军队中得到广泛使用。
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    (3)智能化装备检修设备。该类别中比较有代表性的是用于检修的可穿戴计算机,该装备是美国Xybernaut公司为美军专门定制的可穿戴式检修设备,它能让军事技术人员借助该设备连接无线自组网使用语音通信功能,使得士兵在解放双手的情况下对军事设备进行检测与维护。
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    随着智能人机交互技术、智能传感技术、柔性电子技术及数据信息处理技术的不断突破以及各国综合国力竞争愈演愈烈,未来战争逐渐呈现信息化、多样化、科技化。可穿戴设备是支撑单兵作战的重要装备,也决定了单兵作战的能力,但军事领域对可穿戴设备有着特殊化要求,致使军用可穿戴智能装备必将变得越来越智能化,越来越便捷化、越来越美观化、越来越多样化,届时军用智能可穿戴设备的类别也将不仅仅局限于作战武器类,监护管理类,将会是琳琅满目,应接不暇,各国在军用智能可穿戴设备应用领域也必将掀起一场国际性的大比拼。
   

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