未来智能手机将成为人类的永恒伴侣、助手和监护人

　　眺望未来的手机人生

　　让我们把时间推进到2020年，汤姆和萨拉即将迎来他们的第一个孩子。他们挑选了最新的高科技手推车，买了婴儿床，并将婴儿房装饰一新。同时，他们还给手机下载安装了“新生儿”应用程序套件。他们使用的手机系统，我们姑且称之为“智能手机20.0”。在预产期之前，他们拿着手机在家里巡视，以便让手机的传感器和机器——学习算法给每个房间创建光声“指纹”。

　　带有“新生儿”程序的智能手机

　　这样，当他们的孩子汤米第一次在家里午睡时，他们就可把智能手机20.0放进他的小床。一旦了解到小床是婴儿睡觉的地方，智能手机就能激活附带的“婴儿猝死综合征（SIDS）”应用程序，并使用内置麦克风、加速度计和其他传感器来监测汤米的心跳和呼吸。“婴儿位置”应用程序则可对实时视频流进行分析，以确保汤米不会翻过身来压迫到肚子，这样就可防止发生SIDS。虽然，保育孩子的最佳方法似乎总是日新月异，但汤姆和萨拉一点都不担心，因为“新生儿”应用程序套件会自动更新最新的医学研究结果。为了使汤米睡得更踏实，智能手机20.0还会播放音乐，试验各种选择，学习观察哪种音乐最适合婴儿酣然入睡。

　　当汤米长到3岁时，他的观察力已十分敏锐，其对通往泳池的大门似乎饶有兴趣。有一天，当他的父母不在身边时，他开始扒拉门锁。此时，智能手机的“监护”程序就能识别出他的行为，发出警报，闭合门锁，并播放如果汤米在周围无人的情况下掉进泳池会是什么情景的视频。出于挫败，汤米大发脾气，“监护”程序此时会通知他的父母前来，向他们简短地通报情况并提出建议。

　　这种情景似乎只在科幻小说中才有，但上述许多技术其实已出现在研究人员的实验室中，甚至是应用程序商店里。因此，带有“新生儿”程序的智能手机20.0，其实已离我们不远了。

　　比方说，“地理围栏”已是iPhone操作系统的一个标准部分。一些智能手机应用程序可利用GPS来确定用户位置，并推出有针对性的广告。以提高室内定位精度为重点的研究成果，以及可对环境光线和声音提取“指纹”的软件，很快就会使这些应用程序能够准确地识别出一所房子中的每个房间。目前，南非Snuza公司推出的Halo可穿戴式SIDS监视仪，就可探测婴儿的呼吸运动，并在呼吸停顿时发出振动，以刺激婴儿再呼吸。慕尼黑技术大学的研究人员则正在测试从音频中进行情感识别。

　　但是，智能手机20.0并不只是一个高科技的婴儿监视仪。相反，诸如此类的智能手机或将变身保姆、护士或高尔夫球场的球童，一个适合所有年龄段的好帮手。如果你认为人们现在好像还没到离开手机就没法生活的地步，那好吧，这一天很快就会到来。

　　智能手机充当“虚拟滑雪教练”

　　让我们回到3岁的汤米这儿。汤姆和萨拉准备带孩子开始第一次滑雪。汤米的智能手机，此时已升级到23.0版。手机中下载的“虚拟滑雪教练”程序，可使用缝制到汤米衣服内的加速度计，感知其滑雪姿势并提供建议以保持平衡。当预见到即将发生碰撞时，程序会迅速发出指令告知其如何停止。现在，人们已有了基于基础传感器的虚拟教练。例如，为膝骨性关节炎开发的“InForm运动教练”程序，可使用加速度计和陀螺仪跟踪康复训练中的运动状态并修正错误。这些程序将允许治疗师对居家康复训练进行远程监控，从而使老年病患得以更便利地在家治疗，同时也减少了医疗保健费用。这些虚拟教练还会自学习，人们使用的时间越长，“他们”的工作也越出色。

　　到5岁时，汤米已成为一个好奇和渴望学习的孩子，他的智能手机也相应升级到了具有教育功能的25.0版。他在第一天上幼儿园时认识了聋哑女孩爱丽丝。爱丽丝虽然不会说也听不见，但在她随身携带的智能手机的帮助下，她很容易地参与到了课堂互动中。爱丽丝用手势向汤米问好，智能手机通过内置的“美国手势语言（ASL）”程序提供翻译。汤米回答后，爱丽丝的手机语音识别程序就可实时提供字幕。汤米还可与爱丽丝分享他最喜欢的歌曲，她的手机会把音乐转换成背心的振动。

　　其实，早在1997年，美国佐治亚理工大学的萨德·斯特纳就通过在棒球帽中放置摄像头，使计算机理解用户的ASL手势，并将翻译结果显示在智能手机上。只是，至今为止还没有这样的商业化产品问世。但是，ASL应用程序已经存在，如佐治亚理工大学专为耳聋儿童开发的“智能手势”程序，就可将孩子父母的英文发音转换成手势视频。在2010年国际消费电子展上首次亮相的VibeAttire背心，可以让穿戴者通过织入服装的振动电机感受音乐。

　　一天，汤米从学校步行回家，智能手机27.0版“监护”程序注意到，一个陌生人正在跟汤米说话，准备哄骗他进入一辆面包车。“监护”程序开始向汤米低声提醒，不要和陌生人交谈，并告诉他赶紧跑到附近的房子那里，程序已经验证这间房子是一个安全的藏身之所，并确认屋里有人。“监护”程序同时拍下陌生人的照片和他的车牌号，并将该信息转发给警方。

　　这样的技术其实已在2011年的国际消费电子展上就已推出，如“第一人称视角”（First Person Vision）程序利用可穿戴式摄像机和智能手机拍摄的视频来实时识别手势、动作和人脸。只不过人们还没有想象过，其在向用户发出威胁提示方面大有用武之地。

　　转眼间，汤米的16岁生日到了，他的父母下载了“驾驶教员”应用程序。当然，2036年的汽车已经拥有许多安全性能，但在紧急情况下仍然需要驾驶员接管，因此驾驶执照仍是必不可少的。在程序的指导下，汤米成了一名优秀的驾驶员。不过最令他父母放心的是，一旦汤米违章驾驶，他们就会即刻收到告警。

　　此类驾驶监控工具现在也已经出现在实验室里。例如，在美国匹兹堡的生活质量技术中心，卡耐基-梅隆大学和匹兹堡大学正在执行DriveCap项目，其使用车载传感器来跟踪司机的驾驶行为（加速计能够检测出制动和加速中的不稳定操作和突然变化）和认知负荷（通过一个聚焦于眼部的摄像机来监测司机的注意力、疲劳度、承受力）。

　　智能手机帮助实现与历史人物对话

　　即使是数年后，汤米的智能手机（已经过多次升级）仍是一个值得信赖的伙伴。出差在外，“行政助理”程序可给汤姆提示路遇之人的姓名及与他的关系。这是“第一人称视角”程序可想而见的一种扩展。汤米在一个大型建筑中有一场约会，其间有令人眼花缭乱的迷宫般的走道和廊桥。汤米的智能手机拍下的照片，可与建筑物各个部分的档案图片进行对比，这也是“第一人称视角”程序已经可以做到的事情。通过定位自己在楼层平面图中的位置，输入自己的目的地，“楼宇导航”程序就能快速地导引他来到会面地点。这样的应用还有很多，其中最简单的都是基于谷歌“户内地图”进行的二次开发。

　　在旅途中，汤米在慢跑时扭伤了他的脚踝。他的智能手机导引他来到最近的急诊室。iPhone 4S的用户目前已经熟知Siri程序就具备这样的位置发现功能。之后，智能手机还可感知到汤姆错误地使用他的拐杖，并及时给予他一些指点。虽然“拐杖教练”程序目前在市场上还见不到，但类似的程序已在实际测试之中了。使用手动轮椅的人很容易因为重复使用而伤害到他们的手腕和肩袖。卡耐基-梅隆大学和匹兹堡大学的研究人员试验过一种内置于腕表状手镯中的加速度计，其可对手臂动作进行分类，并支持这些模式产生对手腕和肩膀的最小压力。匹兹堡大学正在测试的电动轮椅，则可通过更为先进的内置传感器，帮助脊髓损伤者频繁换位来避免形成褥疮。

　　汤米想给他的儿子托马斯指点一下从父亲那里学来的棒球击打法。因此，汤米使用虚拟教练工具包开发了自己的棒球击球程序。该程序使用一组传感器来识别投掷类型，而另一组则戴在身上以分析击球手的反应。汤米并没有就此歇手，他还创建了好几个教练程序，包括露营技能、园艺、家电维修和汽车维修等。

　　既有工具包大大简化了增强现实应用程序的开发。例如，由美国华盛顿大学、新西兰坎特伯雷大学支持的开源项目ARToolKit。为了传承他父亲的生活经验，汤米录制了他父亲回答各种问题的视频。在接下来的几年里，汤米的儿子问起这些问题时，智能手机语音识别功能就能与自动生成的视频剪辑索引相匹配，小孙子就可以与他祖父进行一场模拟对话。

　　卡耐基-梅隆大学的研究人员已经使用这种合成采访技术，使人们能够与爱因斯坦、达尔文（由演员扮演）等历史人物进行交谈。

　　智能手机为老年人的健康护航

　　随着汤米年龄的增长，他的认知能力开始下降，他在驾车过程中变得不再敏捷。尤其是他的夜间视力下降了，这使他难以判断迎面而来的车辆的速度。此时，他的智能手机中的“驾驶能力”程序会注意到他的犹豫，指示汽车的导航系统只在左转信号时使用交叉路口，或是在天黑后只使用右转路线。当汤米表现出早发性老年痴呆症的特征时，就可以用到匹兹堡大学几年前开发的大脑训练器MemeXerciser，其可通过一个佩戴的吊坠，由内置摄像头和麦克风分别收集照片和音频片段。这样，在一次郊游活动后，照料者就可利用视频编辑工具套件，创建此次郊游的音频/视频摘要信息，汤米在他的闲暇时间里就可重播。卡耐基-梅隆大学人机交互研究所的研究已经证明，MemeXerciser有助于改善记忆力，不仅是特定的事件，还可以是没被记录的活动情况。

　　即使后来，汤米的健康状况每况愈下，他的医生需要越来越多的监测信息。幸运的是，汤米的“智能手机健康应用程序”允许他的医生调取手机中内置传感器所做的日常自监测结果。该程序根据医生设定的时间表对汤米进行监测，医生可查看监测结果，如果必要还可增加额外的监测项目。这个健康应用程序还可监测汤米的活动情况，一旦发生任何异常，就可通知他所居住的老年公寓里的护士。

　　如今，具备这些功能的“健康亭”都已出现在美国的工作场所和高级生活中心。例如，美国联合保健公司就可为其客户提供此类服务。不难想象这些功能向智能手机的延伸。像iPhone手机附件VitalClip这样的新应用，很快就会进入内测阶段，该应用将允许用户通过手指触摸传感器来测量生命体征。

　　汤米的智能手机通过视频和音频捕捉了他不平凡的一生，这些音视频自动分割成片段，语音转换成文本后形成目录，便可通过文本进行搜索。虚拟教练和合成访谈捕获的则是汤米的生活智慧。他的儿孙们未来就可从存档中挖掘汤米作为家庭虚拟伙伴、监护人和教练的智慧。

　　以上虚构的汤米一生中应用的程序不是凭空杜撰，而是从目前已存在的技术直接推断而来。但技术的发展并不总是囿于直线路径。在未来，智能手机及类似的智能通信器材将不断地缩减“体型”，直到“传感和计算”成为日常用品的简单组成部分，或和设备的“皮肤”融为一体，或织入衣物，或嵌入台面。这种集成技术将成为情境意识，能够理解用户的意图，毋需触摸或语音命令便可投入工作。

　　未来的汤米们还将受到头盔和制服的保护，其可预测潜在的引发脑震荡的碰撞，并迅速以反作用力作出反应，最大限度地减少大脑的损伤。未来的厨房，在材料从冰箱里拿出的那一刻，就会知道你要做什么饭，并将准备步骤一步步地显示在操作台上。所有这些技术将是“零”碳足迹的，因为它们会清除环境中无线电波的能量，当它们被废弃时则可进行生物降解。我们在今天的智能手机上已经可以眺望到这样美好的未来。

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