书圈可穿戴计算：无时无处不在、不可见的计算【好书连载第1期D4】( 二 ) ：可穿戴计算：无时无处不在、不可见的

1）理论模型
普适计算是建立在多个研究领域基础上的全新计算模式，因此它具有前所未有的复杂性与多样性。要解决普适计算系统的规划、设计、部署、评估，保证系统的可用性、可扩展性、可维护性与安全性，就必须研究适应于普适计算“无处不在”的时空特性、“自然透明”的人机交互特性的工作模型。普适计算理论模型的研究目前主要集中在两个方面：
层次结构模型：主要参考计算机网络的开放系统互连（OSI）参考模型，分为环境层、物理层、资源层、抽象层与意图层5层。也有的学者将模型的层次分为基件层、集成层与普适世界层3层。

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智能影子模型：借鉴了物理场的概念，将普适计算环境中的每一个人都作为一个独立的场源，建立对应的体验场，对人与环境状态的变化进行描述。2）自然透明的人机交互
普适计算设计的核心是“以人为本” ，这就意味着普适计算系统对人具有自然和透明交互以及感知（意识）能力。普适计算系统应该具有人机关系的和谐性、交互途径的隐含性、感知通道的多样性等特点。在普适计算环境中，交互方式从原来的用户必须面对计算机，扩展到用户生活的三维空间。交互方式要符合人的习惯，并且要尽可能地不分散人对工作本身的注意力。
自然人机交互的研究主要集中在笔式交互、基于语音的交互、基于视觉的交互。研究涉及的问题如下图所示，关于人机交互自然性与和谐性的研究也正在逐步深入。

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3）无缝的应用迁移
为了在普适计算环境中为用户提供随时随地的、透明的数字化服务，必须解决无缝的应用迁移的问题。随着用户的移动，伴随发生的任务计算必须
保持持续进行。并且可以灵活、无干扰地移动。无缝的移动要在移动计算的基础上，着重从软件体系的角度去解决计算用户的移动所带来的软件流动问题。
无缝的应用迁移的研究主要集中在服务自主发现、资源动态绑定、运行现场重构等方面。资源动态绑定包括资源直接移动、资源复制移动、资源远程引用、重新资源绑定等几种情况。
4）上下文感知
普适计算环境必须具有自适应、自配置、自进化能力，所提供的服务能够和谐地辅助人的工作，尽可能地减少对用户工作的干扰，减少用户对自己的行为方式和对周围环境的关注，将注意力集中于工作本身。
上下文感知计算就是要根据上下文的变化，自动地做出相应的改变和配置，为用户提供适合的服务。因此，普适计算系统必须能够知道整个物理环境、计算环境、用户状态的静止信息与动态信息，能够根据具体情况采取上下文感知的方式，自主、自动地为用户提供透明的服务。因此，上下文感知是实现服务自主性、自发性与无缝的应用迁移的关键。
上下文感知的研究主要集中在如下方面。

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在这些问题之中，上下文正确地获取是基础。传感器具有分布性、异构性、多态性，这使得如何采用一种方式去获取多种传感器数据变得比较困难。
上下文感知可以理解为基于场景的，也可以理解为跨场景的，它为人类对物联网的认知，发挥着越来越重要的作用。
5）安全性
普适计算安全性研究是刚刚开展的研究领域。为了提供智能化、透明的个性化服务，普适计算必须收集大量与人活动相关的上下文。在普适计算环境中，个人信息与环境信息高度结合，智能数据感知设备所采集的数据包括环境与人的信息。人的所作所为，甚至个人感觉、感情都会被数字化之后再存储起来。这就使得普适计算中的隐私和信息安全变得越来越重要，也越来越困难。为了适应普适计算环境隐私保护框架的建立，研究人员提出了6条指导意见：

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