在1998年的一個普通日子裡，統計學家大衛·費爾利正走在舊金山一條繁忙的街道上，去幼兒園接他的兒子。當時交通擁堵，走到學校一半的路程時，他開始感到虛弱和眩暈。
“實際上，一個無家可歸的人看到我並扶我去了學校，”費爾利說。“[學校的人]讓我躺了一會兒。”
費爾利休息後感覺好多了，但學校管理人員堅持讓他去醫院。在去醫院的路上，他心臟病發作了。
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多年前，作為灣區空氣質量管理局的新成員，費爾利被要求審查一項新的研究，該研究將暴露於顆粒物與死亡率增加聯絡起來——特別是與心血管和呼吸事件相關的死亡。當時，所有可用的科學研究都是由倫敦的一位研究人員進行的。
“我當時想，灣區根本不像倫敦；那裡更冷更潮溼，那裡的人可能已經有呼吸問題，”費爾利說。“老實說，我當時的想法是，我要證明這傢伙是錯的。”費爾利在加利福尼亞州的聖克拉拉縣重複了這項研究，令他驚訝的是，他的結果幾乎與倫敦研究人員的結果完全相同。
從那時起，其他幾項研究也重複了費爾利的結果，包括一項美國癌症協會的長期研究。現在有確鑿的證據表明顆粒物水平與每日死亡率相關。在他心臟病發作後不久，費爾利還發現了一些研究，這些研究將暴露於超細顆粒物（您在交通繁忙的街道旁邊會接觸到的那種顆粒物）與一到兩小時內發生冠狀動脈事件聯絡起來。
“即使當然還有其他因素，但我相信走在那條街上很可能促成了[我的心臟病發作]，”他說。“超細顆粒物非常小，以至於它們相當不穩定。它們不會停留。它們會聚整合更大的顆粒，或者擴散出去。如果你看看道路的梯度，繁忙街道上的超細顆粒物濃度確實高得多。因此，將路線轉移到一兩條街以外的地方確實可能會有所不同。”
儘管如此，費爾利多年來一直走在他家、工作地點和他孩子學校之間相同的繁忙路線。“幾年後我終於意識到我真的應該將我的路線轉移到不那麼繁忙的街道上，所以我這樣做了，”他說。
你明白了嗎？
即使作為顆粒物方面的專家，並且親身經歷了顆粒物的影響，費爾利也花了數年時間才根據他掌握的資訊調整他的日常習慣。當涉及到影響全球城市健康和環境的無數決策時，這是一個根本問題。僅僅擁有我們做出良好選擇所需的所有資訊是不夠的；相反，我們需要在做出決策的確切時刻擁有正確的資訊。
可穿戴裝置——腕帶、手錶、服裝，或者在某些情況下，帶有內建無線感測器的防汙染口罩——可能是解決方案的一部分。新一代小工具能夠不引人注目地收集街道上的各種資料，將這些資料與來自政府、學術界和其他來源的歷史資料進行比較，並在相關時間將資訊推送給使用者，有望提供比筆記型電腦甚至智慧手機更及時、更可操作的資訊。
行動式汙染檢測器
現有的可穿戴裝置，從FitBit（計步器的更時尚版本）到Pebble手錶，再到谷歌眼鏡頭戴裝置，再到即將推出的iWatch，大致分為兩個陣營：提供資訊的（谷歌眼鏡，“智慧”手錶）和收集資訊的（FitBit，現已停產的Nike Fuel Band）。下一代可穿戴裝置旨在結合這兩種功能，收集個人資料，然後根據各種其他資料集對其進行分析，以提供定製化的資訊和基於情境的建議。
因此，例如，在汙染案例中，腕帶可能會振動或閃爍紅色，讓佩戴者知道他正在穿過一個超細顆粒物濃度高的區域，並建議另一條路線。這不僅可以提供個人健康益處，還可以提高公眾對汙染與健康之間聯絡的認識。越來越多的可穿戴裝置公司也在努力向學術研究人員和政府提供資料。例如，同一個可穿戴裝置可以可行地指示一個人的汙染暴露及其各種潛在的相關健康影響，這可能對幫助空氣汙染管理區設定限制和制定有意義的政策大有幫助。隱私問題在很大程度上阻礙了資料流向政府機構，這有充分的理由，但政府官員和開發人員正在努力建立一個隱私保護系統，在該系統中，匿名資料可以與政府共享，從而實現互利。稍後會詳細介紹。
喬納森·蘭西是可穿戴技術公司Quanttus的資料工程師，該公司正在開發一款功能更強大的腕錶，用於測量和分析佩戴者的生命體徵——心率、血壓、體溫——以應對從鍛鍊和睡眠到空氣汙染和天氣的各種因素。與許多新進入可穿戴裝置領域的公司一樣，該公司也在積極尋求與學術機構建立關係，並計劃向這些機構提供彙總資料。到目前為止，由於官僚效率低下、隱私問題和資料系統不匹配等多種因素，向政府機構提供資料的努力尚未取得多大成果。相反，蘭西表示，Quanttus的計劃是將使用者資料提供給學術界人士，他們可以使用這些資料來幫助為政府機構在制定政策時引用的同行評審研究提供資訊。
Quanttus產品管理副總裁史蒂夫·榮曼表示：“我認為這將是我們貢獻的一個重要分支；我們在這裡建立一家企業，但也有利他主義的成分。”除了提供資料外，該公司還在為各種研究分配裝置。“我們就在麻省理工學院的街對面，所以我們可以與那裡的人們交流，他們對生物識別監測與x相關聯有一些絕妙的想法，無論是空氣質量、情緒、在壓力下表現的能力，還是任何其他方面，”他說。
會說話的樹
大多數“智慧城市”技術旨在將人類從等式中移除，以圍繞人為錯誤進行設計。可穿戴裝置設計師的目標幾乎相反：在正確的時間為人類提供正確的資訊，將他們整合到智慧城市的網路中，並使他們成為解決方案的一部分。讓公民更好地瞭解空氣汙染的危害並相應地調整他們的生活只是一個例子。
Frog是一家總部位於舊金山的國際產品戰略和設計公司，是可穿戴裝置領域的早期進入者，早在2002年就為摩托羅拉設計了原型。2012年，這家設計公司讓其各個國際辦事處的設計師團隊負責為未來的可穿戴裝置提出八種不同的概念，彙編在簡報“可穿戴技術與互聯城市”中。大約一半的技術將帶來環境效益。其中一項——上海辦事處設計的一款配備感測器以測量空氣汙染的面罩——可能很快就會上市；其餘的仍然只是概念，但它們已經幫助引發了與產品公司和政府機構關於將公民目標與可穿戴技術相結合的可能性進行的對話。
在一個例子中，該公司紐約市團隊著手讓公共交通更易於使用。他們設計了一款名為Relay的腕帶（見下圖），該腕帶將整合來自大都會運輸管理局（MTA）的資料並即時顯示。因此，例如，如果您正在決定是乘坐計程車還是乘坐地鐵，Relay會在您接近地鐵站時告訴您哪些列車何時到達。
Frog Design紐約辦事處的互動設計師梅奧·尼森說：“這一切都是為了將資料放在最可操作和最有用的地方。”“在您離開之前在筆記型電腦上查詢列車何時到達當然很好，但將這些資料放在您手中，就在您在街上做出決定的地方，是非常強大的。”
這些技術可以切實提高智慧城市公共交通的客流量，因為它們使公民的通勤更加方便和愉快。
Frog的其他一些概念更側重於使用可穿戴裝置使環境問題對人們來說更具體。“樹木之聲”就是一個例子，它是奧斯汀市整個城市樹木上顯示器的一個網路，它將透過連線到樹木的顯示器和一個移動應用程式來說明各種環境因素——乾旱、汙染、化學物質暴露——對樹木的影響，該應用程式將顯示整個城市樹木的狀況（見下圖）。
Frog奧斯汀高階互動設計師埃裡克·博姆說：“我們深入研究的一件事是，環境——活生生的物理環境——一直在收集和儲存有關氣候變化和汙染的資訊。”“如果你切開一棵樹，你可以看到有很多水的年份和沒有多少水的年份，你可以看到汙染何時開始變得更糟。我們想將環境已經收集的這些資訊展示給人們，以便他們可以更清楚地看到它，並以改變他們行為的方式與之互動。”
與此類似，Frog上海辦事處首席技術戰略師卡洛斯·埃琳娜-倫茨最近致力於開發一種可穿戴技術服裝產品，該產品可以檢測大氣變化——從溫度到煙霧——並相應地改變顏色。當佩戴者走在街上時，他們的外套會根據環境中發生的各種事情而改變顏色。“這樣的東西會成為談資，它可以讓人們互相學習，”他說。
廣為人知的真理
與大多數技術創新一樣，可穿戴裝置仍然有一些障礙需要克服，並且也有一些潛在的陰暗面。儘管對可穿戴技術，尤其是在健康和健身領域，進行了大肆宣傳，但當前一代小工具的功能非常有限。例如，流行的FitBit腕帶將基本加速度計與低功耗藍牙和一個移動應用程式配對。加速度計測量運動模式以確定燃燒的卡路里、行進的距離、採取的步數和睡眠。它的高度計還可以測量爬樓梯的高度。但是，如果您不採取任何措施，FitBit就不會測量您的活動：它無法區分一天是攀巖還是在沙發上度過。同樣，許多聲稱可以監測睡眠和活動水平的小工具都非常不準確，這一事實為更多關於整個可穿戴裝置事業的批評性部落格文章提供了平臺。
Quanttus的榮曼說：“許多可穿戴裝置收集資料只是為了收集資料，而沒有背景或分析。我們稱之為‘那又怎樣’資料。”
隨著可穿戴裝置公司在不誇大其詞方面做得更好，並且隨著具有更準確、更強大的感測器裝置上市，這種情況可能會有所改善。更好地分析和情境化資料的演算法也將使這些裝置更強大——但這隻有在政府和學術研究人員的合作下才能實現。迄今為止，技術公司一直極難將大型公共資料集與其工具整合。這不一定是因為地方、州和聯邦政府以及學術機構不想共享他們的資料。更多時候是因為他們傾向於擁有來自遺留系統的相當混亂的資料集。不過，蘭西表示，這種情況正在開始改善。例如，在波士頓，市政府最近啟動了一項開放資料計劃，詢問當地開發人員他們想要哪種資料以及哪種格式。
蘭西說：“最終，我們將能夠獲得更多人口層面的分析，因此我們將能夠將整個城市的身體反應與公共天氣資料或汙染水平相關聯。”“這將使我們更容易提供具有更高統計可靠性的答案和建議。”
埃琳娜-倫茨說：“波士頓是城市真正做對這件事的一個很好的例子。”“他們正在與開發社群舉行市政廳會議，並真正獲得他們的意見。例如，關於交通資料的對話在大約一年前他們釋出API[應用程式程式設計介面]之前就開始發生了，而且由於他們提前與開發人員進行了如此多的合作，當這些資料釋出時，湧現出大量真正支援公共交通的應用程式。”
波士頓並不是唯一一個意識到與可穿戴技術開發商共享資料的好處的政府。去年，當聯邦政府推出開放資料專案——聯邦、州和地方機構的開放原始碼資料儲存庫，任何人都可以在GitHub上使用或貢獻，GitHub是一個基於Web的託管服務，用於使用Git版本控制系統的軟體開發專案——奧巴馬總統簽署了一項行政命令，使開放的、機器可讀的資料成為政府資訊的新預設設定。從那時起，50個州和地方政府已在網站上釋出了112個開放資料集，並且人們一直在瘋狂地尋找創新的新方法來使用所有這些新的政府資料，包括全國公民駭客日，在舊金山、華盛頓特區和波特蘭等城市舉行的開放資料駭客馬拉松；以及康涅狄格州、拉斯維加斯和印第安納州南本德等各個城市和州的新資料入口網站。
事實證明，將資料從可穿戴裝置轉移到政府資料庫更加困難。使用者可以理解地擔心隱私。根據IT託管公司Rackspace最近委託進行的一項調查，只有22%的美國人願意與政府實體共享位置資料。33%的人願意與政府機構或醫療保健提供商共享醫療保健資料。到目前為止，政府使用可穿戴裝置資料的主要方式是確定他們應該向可穿戴裝置開發人員提供哪些型別的資料和API。例如，在猶他州的谷歌眼鏡試點專案中，州IT人員正在密切關注哪些應用程式往往使用最多，以便他們可以弄清楚哪些資料集和API對谷歌眼鏡應用程式開發人員最有用。
市場研究和市場情報公司ABI Research駐紐約的專門從事可穿戴技術的首席分析師喬納森·柯林斯表示，在醫療保健領域，預計2014年全球將出貨近4200萬個可穿戴無線運動、健身和健康裝置。柯林斯表示，雖然數百萬人正在跟蹤自己的健康和健身資料，並且大多數醫療保健提供商都有興趣以某種方式訪問和使用這些資料，但使用者的隱私擔憂，加上電子醫療保健記錄的專有性質，一直是主要的絆腳石。“如果您正在自動化健康資料的收集，那麼最好有一個地方可以儲存它，並將其與您的其他醫療保健記錄整合，”他說。“要做到這一點，電子醫療保健記錄是關鍵，並且可以在很大程度上歸咎於迄今為止這些裝置的緩慢普及。”
隨著資料來源的增加，關於如何收集和共享這些資料的隱私和健康問題也將繼續增加。雖然每家可穿戴技術公司都很快提供關於其如何匿名化資料以及其雲端儲存的嚴格安全性的詳細資訊，但很難想象更精細的資料——即使是彙總資料——也會導致保險公司提高保費或政府和公司比他們已經做的更多地監視消費者。
從酷炫的小工具到積極的平臺
除了資料的可用性和保真度方面的任何問題外，可穿戴裝置還面臨著一個更基本的問題：商業可行性。可穿戴裝置在醫療保健領域已經存在併成功多年；起搏器是典型的可穿戴裝置。但是，儘管圍繞可穿戴裝置數十億美元的利潤進行了大肆宣傳，但現在和明年推出的大多數小工具可能無法透過在以競爭激烈而著稱的消費電子產品領域的經濟可行性試金石。
但是，雖然個別可穿戴裝置可能無法生存，但市場的勢頭似乎不會很快消失。而且，如果像未來學家預測的那樣，我們在不遠的將來都可能佩戴四到六個裝置，那麼如果其中至少有一些裝置改善了我們的健康和環境，那就太好了。
尼森說：“目前，這主要與酷炫的小工具有關。”“如果未來看到可穿戴裝置成為一種對人們的生活產生真正影響的技術，而無需成為這種非常有意識的東西，那就太好了。當較小的圖景——裝置本身——變得不那麼令人興奮時，更大的圖景會變得令人興奮。”
我們可能還沒有觸及可穿戴技術可以（和不能）做什麼的表面，以及它可以在多大程度上融入智慧城市的結構並帶來環境效益。
博姆說：“最終目標之一是，任何一種可穿戴技術都可以像PC一樣構建為平臺。”“我們也不知道我們會從中得到什麼，但是一旦它們足夠普遍、足夠穩定和足夠強大，它們就能夠做非常棒的事情。”
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