کامپیوتر و ریاضی با علی رضا نقش

سیستم عامل [ ویرایش ]

سیستم عامل های غالب برای محاسبات پوشیدنی عبارتند از:

• FreeRTOS یک هسته سیستم عامل بلادرنگ برای دستگاه های تعبیه شده است. بیشتر اسمارت‌باندهایی که در حال حاضر در بازار موجود هستند مبتنی بر FreeRTOS هستند که شامل باندهای هوشمند Huawei /Honor، Lenovo ، realme، TCL و Xiaomi است .
• LiteOS یک سیستم عامل متن باز و سبک وزن است که بخشی از راه حل اینترنت اشیا هوآوی «1+2+1» است.
• سیستم عامل Tizen از سامسونگ (در ماه می 2021 اعلامیه ای مبنی بر ادغام Wear OS و Tizen OS وجود داشت و به سادگی Wear نامیده می شود.) [10]
• watchOS watchOS یک سیستم عامل اختصاصی تلفن همراه است که توسط شرکت اپل برای اجرا بر روی Apple Watch توسعه یافته است .
• Wear OS Wear OS (که قبلا با نام Android Wear شناخته می‌شد) یک سیستم‌عامل ساعت هوشمند است که توسط شرکت گوگل توسعه یافته است.

تاریخچه [ ویرایش ]

تکامل رایانه پوشیدنی WearComp استیو مان از سیستم های مبتنی بر کوله پشتی دهه 1980 تا سیستم های مخفی فعلی او

با توجه به تعاریف مختلف پوشیدنی و رایانه ، اولین رایانه پوشیدنی می‌تواند اولین چرتکه روی گردنبند، حلقه چرتکه قرن شانزدهمی، ساعت مچی و «ساعت انگشتی» متعلق به ملکه الیزابت اول انگلستان باشد. دستگاه‌های زمان‌بندی پنهانی که در کفش‌ها برای تقلب در رولت توسط تورپ و شانون در دهه‌های 1960 و 1970 پنهان شده بودند. [11]

با این حال، یک کامپیوتر همه‌منظوره صرفاً یک وسیله محاسبه‌گر یا زمان‌بندی نیست، بلکه یک آیتم قابل برنامه‌ریزی توسط کاربر برای الگوریتم‌های پیچیده دلخواه ، رابط‌ها و مدیریت داده‌ها است. با این تعریف، کامپیوتر پوشیدنی توسط استیو مان در اواخر دهه 1970 اختراع شد: [12] [13] [14]

استیو مان، استاد دانشگاه تورنتو ، توسط ناظم وودوارد یانگ از دانشگاه هاروارد (مجموعه کمبریج) به عنوان پدر رایانه پوشیدنی و اولین پانل مجازی ISSCC مورد ستایش قرار گرفت.

—  IEEE ISSCC 8 فوریه 2000

توسعه اقلام پوشیدنی چندین مرحله کوچک‌سازی را از الکترونیک گسسته نسبت به طرح‌های هیبریدی تا طرح‌های کاملاً یکپارچه انجام داده است، که در آن تنها یک تراشه پردازنده، یک باتری و برخی موارد تهویه‌کننده رابط، کل واحد را تشکیل می‌دهند.

دهه 1500 [ ویرایش ]

ملکه الیزابت اول انگلستان در سال 1571 ساعتی را از رابرت دادلی به عنوان هدیه سال نو دریافت کرد. ممکن است به جای مچ دست، روی ساعد پوشیده شده باشد. او همچنین دارای یک ساعت انگشتی بود که در یک حلقه تنظیم شده بود، با زنگ هشداری که انگشت او را به حرکت در می آورد. [15]

دهه 1600 [ ویرایش ]

سلسله چینگ شاهد معرفی یک چرتکه کاملاً کاربردی بر روی یک حلقه بود که می توانست در حین پوشیدن آن استفاده شود. [3] [16]

دهه 1960 [ ویرایش ]

در سال 1961، ریاضیدانان ادوارد او. تورپ و کلود شانون تعدادی دستگاه زمان بندی کامپیوتری ساختند تا به آنها کمک کند تا در یک بازی رولت برنده شوند . یکی از این تایمرها در یک کفش [17] و دیگری در یک پاکت سیگار پنهان شده بود. نسخه های مختلفی از این دستگاه در دهه 1960 و 1970 ساخته شد.

ثورپ از خود به عنوان مخترع اولین "رایانه پوشیدنی" یاد می کند [11] در گونه های دیگر، این سیستم یک کامپیوتر آنالوگ مخفی به اندازه پاکت سیگار بود که برای پیش بینی حرکت چرخ های رولت طراحی شده بود. یک گیرنده اطلاعات از میکروسوئیچ‌های پنهان در کفش‌هایش برای نشان دادن سرعت چرخ رولت استفاده می‌کند و رایانه با ارسال آهنگ‌های موسیقی از طریق رادیو به بلندگوی مینیاتوری پنهان شده در مجرای گوش یک همکار، یک اکتان از چرخ رولت را برای شرط‌بندی نشان می‌دهد. . این سیستم در ژوئن 1961 در لاس وگاس با موفقیت آزمایش شد ، اما مشکلات سخت‌افزاری در سیم‌های بلندگو مانع از استفاده آن فراتر از آزمایش‌های آزمایشی شد. [18] این یک رایانه پوشیدنی نبود، زیرا نمی‌توانست آن را در حین استفاده مجدداً هدف قرار دهد. بلکه نمونه‌ای از سخت‌افزار ویژه کار بود. این اثر مخفی نگه داشته شد تا اینکه برای اولین بار در کتاب Thorp Beat the Dealer (ویرایش اصلاح شده) در سال 1966 [18] ذکر شد و بعداً در سال 1969 به تفصیل منتشر شد. [19]

دهه 1970 [ ویرایش ]

ماشین‌حساب‌های جیبی در سال 1970، با شروع در ژاپن، به دستگاه‌هایی به بازار انبوه تبدیل شدند. ماشین‌حساب‌های قابل برنامه‌ریزی در اواخر دهه 1970 دنبال شدند که تا حدودی کامپیوترهای عمومی‌تر بودند. ساعت ماشین حساب جبری HP-01 توسط Hewlett-Packard در سال 1977 منتشر شد. [20]

یک جلیقه دوربین به لمس برای نابینایان، که توسط سی سی کالینز در سال 1977 راه اندازی شد، تصاویر را به یک شبکه لمسی مربعی 1024 نقطه ای و ده اینچی روی یک جلیقه تبدیل کرد. [21]

دهه 1980 [ ویرایش ]

دهه 1980 شاهد ظهور رایانه های پوشیدنی همه منظوره بود. در سال 1981، استیو مان یک کامپیوتر چند رسانه ای پوشیدنی مبتنی بر 6502 با قابلیت متن، گرافیک و قابلیت چندرسانه ای و همچنین قابلیت فیلمبرداری (دوربین ها و سایر سیستم های عکاسی) را طراحی و ساخت. مان به عنوان یک محقق اولیه و فعال در زمینه پوشیدنی ها ادامه داد، به ویژه به دلیل ایجاد وب کم بی سیم پوشیدنی در سال 1994 ، اولین نمونه از Lifelogging . [22] [23]

سیکو اپسون کامپیوتر مچی RC-20 را در سال 1984 عرضه کرد . این یک ساعت هوشمند اولیه بود که توسط یک کامپیوتر روی یک تراشه کار می کرد . [24]

در سال 1989، Reflection Technology نمایشگر روی سر Private Eye را به بازار عرضه کرد که با استفاده از یک آینه ارتعاشی، یک آرایه عمودی از LED ها را در سراسر میدان بینایی اسکن می کند. این نمایشگر باعث ایجاد چندین ابزار پوشیدنی سرگرمی و تحقیقاتی شد، از جمله نوت بوک الکترونیکی دانشجویی IBM / دانشگاهی دانشگاه کلمبیا جرالد «چیپ» مگوایر، [25] رایانه شخصی داگ پلات، [26] و VuMan 1 دانشگاه کارنگی ملون در سال 1991. [27] ]

نوت بوک الکترونیک دانشجویی شامل چشم خصوصی، کامپیوترهای نوت بوک AIX بدون دیسک توشیبا (نمونه های اولیه)، یک سیستم ورودی مبتنی بر قلم و یک صفحه کلید مجازی بود . از پیوندهای رادیویی طیف گسترده توالی مستقیم برای ارائه تمام سرویس‌های معمول مبتنی بر TCP/IP ، از جمله سیستم‌های فایل نصب‌شده NFS و X11، که همگی در محیط پروژه اندرو اجرا می‌شدند، استفاده کرد .

Hip-PC شامل یک صفحه‌کلید دستی Agenda بود که به عنوان صفحه‌کلید آکوردی متصل به کمربند و یک فلاپی درایو 1.44 مگابایتی استفاده می‌شد . نسخه‌های بعدی تجهیزات اضافی را از Park Engineering ترکیب کردند. این سیستم در نمایشگاه The Lap and Palmtop Expo در 16 آوریل 1991 معرفی شد.

VuMan 1 به عنوان بخشی از یک دوره تابستانی در مرکز تحقیقات طراحی مهندسی کارنگی ملون توسعه داده شد و برای مشاهده نقشه‌های خانه در نظر گرفته شد. ورودی از طریق یک واحد سه دکمه ای بود که روی کمربند بسته شده بود، و خروجی از طریق چشم خصوصی Reflection Tech بود. CPU یک پردازنده 8 مگاهرتزی 80188 با 0.5 مگابایت رام بود .

دهه 1990 [ ویرایش ]

در دهه 1990 PDA ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند و در سال 1999 با تلفن های همراه در ژاپن ترکیب شدند تا اولین گوشی هوشمند بازار انبوه تولید شود .

نسخه لباس USB Timex Datalink با بازی ویدیویی Invasion . تاج ساعت ( icontrol ) را می توان برای حرکت مدافع چپ به راست استفاده کرد و کنترل آتش دکمه Start/Split در سمت پایین صفحه ساعت در ساعت 6 است.

در سال 1993، چشم خصوصی در پوشیدنی تاد استارنر ، بر اساس سیستم داگ پلات و از کیت پارک اینترپرایز، نمایشگر چشم خصوصی قرضی دوون شان مک کالو ، و صفحه کلید آکورد Twiddler ساخته شده توسط Handykey استفاده شد. . بعدها این سیستم به طراحی رایانه پوشیدنی MIT "Tin Lizzy" تبدیل شد و استارنر به یکی از بنیانگذاران پروژه محاسبات پوشیدنی MIT تبدیل شد. در سال 1993 همچنین سیستم واقعیت افزوده دانشگاه کلمبیا به نام KARMA (واقعیت افزوده مبتنی بر دانش برای کمک به تعمیر و نگهداری) شناخته شد. کاربران یک نمایشگر Private Eye را روی یک چشم می‌پوشیدند و وقتی دنیای واقعی را با هر دو چشم باز مشاهده می‌کردند، جلوه‌ای همپوشانی ایجاد می‌کرد. KARMA شماتیک های وایرفریم و دستورالعمل های تعمیر و نگهداری را روی هر چیزی که در حال تعمیر بود می پوشاند. برای مثال، فریم‌های گرافیکی بالای یک چاپگر لیزری نحوه تغییر سینی کاغذ را توضیح می‌دهند. این سیستم از حسگرهای متصل به اشیاء در دنیای فیزیکی برای تعیین مکان آنها استفاده کرد و کل سیستم از یک رایانه رومیزی متصل شد. [28] [29]

در سال 1994، ادگار ماتیاس و مایک روئیچی از دانشگاه تورنتو ، اولین "کامپیوتر مچ" را معرفی کردند. سیستم آنها یک رویکرد جایگزین برای صفحه‌کلیدهای پوشیدنی نوظهور به‌علاوه صفحه‌کلید آکورد ارائه کرد. این سیستم از یک کامپیوتر دستی HP 95LX اصلاح شده و یک صفحه کلید یک دست Half-QWERTY ساخته شده است. با ماژول‌های صفحه‌کلید و نمایشگر که به ساعد اپراتور بسته شده‌اند، می‌توان متن را با کنار هم قرار دادن مچ‌ها و تایپ کردن وارد کرد. [30] محققان IBM از همین فناوری برای ایجاد رایانه کمربند نیمه صفحه کلید استفاده کردند. [31] همچنین در سال 1994، Mik Lamming و Mike Flynn در Xerox EuroPARC دستگاه پوشیدنی Forget-Me-Not را نشان دادند که ضبط می کرد. تعامل با افراد و دستگاه ها و ذخیره این اطلاعات در یک پایگاه داده برای پرس و جوی بعدی [32] از طریق فرستنده های بی سیم در اتاق ها و با تجهیزات موجود در آن منطقه تعامل داشت تا به خاطر بیاورد که چه کسی آنجا بود، با چه کسی از طریق تلفن صحبت می شد، و چه اشیایی در اتاق بودند و اجازه می‌دادند سوالاتی مانند "چه کسی در حالی که من با مارک در حال تماس تلفنی بودم از دفتر من آمد؟" مانند سیستم تورنتو، Forget-Me-Not مبتنی بر نمایشگر نصب شده روی سر نبود.

همچنین در سال 1994، دارپا برنامه ماژول‌های هوشمند را برای توسعه یک رویکرد ماژولار و هومیونیک برای رایانه‌های پوشیدنی و قابل حمل، با هدف تولید محصولات متنوعی از جمله رایانه، رادیو، سیستم‌های ناوبری و رابط‌های انسان و رایانه که هم نظامی و هم تجاری دارند، آغاز کرد. استفاده کنید. در ژوئیه 1996، دارپا میزبان کارگاه آموزشی "پوشیدنی ها در سال 2005" شد، و بینندگان صنعتی، دانشگاهی و نظامی را گرد هم آورد تا روی موضوع مشترک ارائه محاسبات به افراد کار کنند. [33] کنفرانس بعدی توسط بوئینگ در آگوست 1996 میزبانی شد، جایی که برنامه‌هایی برای ایجاد یک کنفرانس آکادمیک جدید در مورد محاسبات پوشیدنی نهایی شد. در اکتبر 1997، دانشگاه کارنگی ملون، MIT، و فناوری جورجیا ، سمپوزیوم بین المللی IEEE در مورد رایانه های پوشیدنی (ISWC) را در کمبریج، ماساچوست میزبانی کردند . این سمپوزیوم یک کنفرانس آکادمیک کامل با مجموعه مقالات و مقالات منتشر شده از حسگرها و سخت افزارهای جدید تا برنامه های کاربردی جدید برای رایانه های پوشیدنی بود که 382 نفر برای این رویداد ثبت نام کردند. در سال 1998، شرکت Microelectronic and Computer Technology برنامه کنسرسیوم Wearable Electronics را برای شرکت های صنعتی در ایالات متحده ایجاد کرد تا به سرعت رایانه های پوشیدنی را توسعه دهند. [34] این برنامه قبل از مطالعه یکپارچه سازی اجزای ناهمگن MCC، بررسی فناوری، زیرساخت ها و چالش های تجاری پیرامون توسعه مداوم و ادغام سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) با سایر اجزای سیستم انجام شد.

در سال 1998 استیو مان اولین ساعت هوشمند جهان را اختراع و ساخت. در سال 2000 روی جلد مجله لینوکس قرار گرفت و در ISSCC 2000 نشان داده شد. [35] [36] [37]

دهه 2000 [ ویرایش ]

دکتر بروس اچ. توماس و دکتر وین پیکارسکی سیستم رایانه پوشیدنی Tinmith را برای پشتیبانی از واقعیت افزوده توسعه دادند . این اثر اولین بار در سال 2000 در کنفرانس ISWC به صورت بین المللی منتشر شد. این کار در آزمایشگاه رایانه پوشیدنی در دانشگاه استرالیای جنوبی انجام شد .

در سال 2002، به عنوان بخشی از پروژه سایبورگ کوین وارویک ، همسر وارویک، ایرنا، گردنبندی را به گردن انداخت که به صورت الکترونیکی از طریق یک آرایه الکترود کاشته شده به سیستم عصبی وارویک متصل شده بود . رنگ گردنبند بسته به سیگنال های سیستم عصبی وارویک بین قرمز و آبی تغییر کرد. [38]

همچنین در سال 2002، Xybernaut یک کامپیوتر پوشیدنی به نام Xybernaut Poma Wearable PC، به اختصار Poma منتشر کرد. پوما مخفف Personal Media Appliance بود. این پروژه به چند دلیل شکست خورد، اگرچه مهمترین دلایل این است که تجهیزات گران و گران بود. کاربر یک قطعه اپتیکال نصب شده روی سر، یک CPU که می تواند روی لباس گیره شود و یک صفحه کلید کوچک که به بازوی کاربر وصل می شود، می پوشد. [39]

GoPro اولین محصول خود را با نام GoPro HERO 35mm منتشر کرد که یک سری موفق از دوربین های پوشیدنی را آغاز کرد. دوربین ها را می توان بالای سر یا دور مچ قرار داد و ضد ضربه و ضد آب هستند. دوربین های GoPro توسط بسیاری از ورزشکاران و علاقه مندان به ورزش های شدید استفاده می شود، روندی که در اوایل دهه 2010 بسیار آشکار شد.

در اواخر دهه 2000، شرکت های مختلف چینی شروع به تولید تلفن های همراه در قالب ساعت های مچی کردند که از نسل آن ها تا سال 2013 می توان به i5 و i6 که گوشی های GSM با نمایشگر 1.8 اینچی هستند و گوشی ساعت مچی اندروید ZGPAX s5 اشاره کرد.

دهه 2010 [ ویرایش ]

LunaTik، یک ضمیمه مچ بند ماشینکاری شده برای نسل ششم iPod Nano

استانداردسازی با IEEE ، IETF ، و چندین گروه صنعتی (به عنوان مثال بلوتوث ) منجر به ایجاد رابط های متنوع تر تحت WPAN (شبکه ناحیه شخصی بی سیم) می شود. همچنین WBAN (شبکه ناحیه بدنه بی‌سیم) را به ارائه طبقه‌بندی جدید از طرح‌ها برای رابط و شبکه سوق داد. نسل ششم iPod Nano که در سپتامبر 2010 عرضه شد، دارای یک ضمیمه مچ بند برای تبدیل آن به یک رایانه ساعت مچی پوشیدنی است.

توسعه محاسبات پوشیدنی به مهندسی توانبخشی ، درمان مداخله سرپایی، سیستم های نجات غریق و سیستم های پوشیدنی دفاعی گسترش یافت. [ توضیح لازم است ]

سونی یک ساعت مچی به نام Sony SmartWatch تولید کرد که باید با یک گوشی اندروید جفت شود. پس از جفت شدن، به یک نمایشگر راه دور اضافی و ابزار اطلاع رسانی تبدیل می شود. [40]

Fitbit چندین ردیاب تناسب اندام پوشیدنی و Fitbit Surge را منتشر کرد، یک ساعت هوشمند کامل که با اندروید و iOS سازگار است .

در 11 آوریل 2012، Pebble یک کمپین Kickstarter برای جمع آوری 100000 دلار برای مدل اولیه ساعت هوشمند خود راه اندازی کرد. این کمپین در 18 می با 10،266،844 دلار، بیش از 100 برابر هدف جمع آوری کمک مالی، به پایان رسید. [41] Pebble چندین ساعت هوشمند از جمله Pebble Time و Pebble Round را منتشر کرد.

عینک گوگل ، نمایشگر روی سر گوگل که در سال 2013 عرضه شد.

Google Glass نمایشگر اپتیکال سر نصب شده خود (OHMD) را در سال 2013 برای گروه آزمایشی از کاربران راه اندازی کرد، قبل از اینکه در 15 مه 2014 در دسترس عموم قرار گیرد . در یک فرمت هندزفری مانند گوشی هوشمند [43] که می تواند از طریق دستورات صوتی زبان طبیعی با اینترنت تعامل داشته باشد . [44] [45] Google Glass به دلیل نگرانی‌های مربوط به حفظ حریم خصوصی و ایمنی مورد انتقاد قرار گرفت. در 15 ژانویه 2015، گوگل اعلام کرد که تولید نمونه اولیه عینک گوگل را متوقف می کند اما به توسعه محصول ادامه می دهد. به گفته گوگل، Project Glass آماده "فارغ التحصیل" از Google X ، مرحله آزمایشی پروژه بود. [46]

Thync ، هدستی است که در سال 2014 راه اندازی شد، پوشیدنی است که مغز را با پالس های الکتریکی خفیف تحریک می کند و باعث می شود کاربر بر اساس ورودی برنامه تلفن، احساس انرژی یا آرامش کند. این دستگاه با یک نوار چسب به شقیقه و پشت گردن متصل می شود. [47]

Macrotellect دو دستگاه سنجش امواج مغزی قابل حمل ( EEG ) را به نام‌های BrainLink Pro و BrainLink Lite در سال 2014 راه‌اندازی کرد که به خانواده‌ها و دانشجویان مدیتیشن اجازه می‌دهد تا تناسب اندام ذهنی و کاهش استرس را با بیش از 20 برنامه افزایش تناسب اندام مغز در فروشگاه‌های اپل و اندروید افزایش دهند. [48]

در ژانویه سال 2015، اینتل بر اساس پلتفرم کوارک اینتل، از اینتل کوری کوچک برای برنامه های پوشیدنی خبر داد . به کوچکی یک دکمه، دارای شتاب‌سنج شش محوره ، هاب سنسور DSP، واحد بلوتوث LE و کنترل‌کننده شارژ باتری است. [49] قرار بود در نیمه دوم سال ارسال شود.

در 24 آوریل 2015، اپل برداشت خود را از ساعت هوشمند، معروف به Apple Watch منتشر کرد. اپل واچ دارای صفحه نمایش لمسی، برنامه های کاربردی بسیار و سنسور ضربان قلب است. [50]

برخی از هدست‌های واقعیت مجازی پیشرفته، کاربر را ملزم می‌کنند که یک رایانه رومیزی به‌عنوان کوله پشتی بپوشند تا بتوانند آزادانه در اطراف حرکت کنند.