可穿戴設備推動了實時健康監(jiān)測和人機交互系統(tǒng)的發(fā)展。例如，智能手表和健身手環(huán)可以監(jiān)測用戶的心率、血氧和睡眠質(zhì)量。它們幫助用戶了解自己的健康狀況并調(diào)整習慣。對于體育活動，這些設備可以跟蹤步數(shù)和卡路里燃燒情況，為體育愛好者提供數(shù)據(jù)支持，幫助他們評估鍛煉效率。此外，一些可穿戴設備采用NFC技術，簡化了支付流程，減輕了外出攜帶物品的負擔。這些可穿戴設備基于傳統(tǒng)的剛性電子設備（圖1：剛性電子設備）。

下一代可穿戴設備是使用像皮膚一樣柔軟和可拉伸的材料開發(fā)的。與剛性設備不同，這些可穿戴設備具有靈活和可拉伸的特性（圖1：軟電子設備），使它們能夠適應身體復雜的肌肉和骨骼結(jié)構(gòu)，并在佩戴過程中自由調(diào)整形狀以跟隨皮膚運動。此外，柔軟的設備可以透氣且透汗，因為誘發(fā)的出汗可能會導致用戶的皮膚刺激和不適。佩戴舒適度的提高使佩戴者在使用過程中無法察覺該設備，從而提高了該技術的接受度。已經(jīng)實現(xiàn)了各種類型的軟電子設備，包括生物傳感器、電子顯示器和電源。

另一個在文獻中較少討論的關鍵特征是可穿戴設備的視覺沖擊。例如，放置在臉上的電極提供了大量關于大腦健康的生理信息，但目前商業(yè)化的電極很難每天佩戴。市場研究報告稱，社會影響和感知美學是消費者接受可穿戴技術的少數(shù)重要參數(shù)之一。對于娛樂和物聯(lián)網(wǎng)設備，社會接受程度會影響使用意愿，因為有些人可能會猶豫是否要與昂貴的新技術聯(lián)系起來。一個值得注意的例子發(fā)生在2013年，當時谷歌推出了他們的第一款谷歌眼鏡原型，這是一副集成了攝像頭、頭部和麥克風以及小型顯示器的智能眼鏡。他們大膽的未來主義設計，與被認為是小工具的高昂價格相關聯(lián)，迅速引發(fā)了圍繞該技術及其用戶的爭議和文化批評。消費者版最終停產(chǎn)，谷歌將重點轉(zhuǎn)移到企業(yè)版。對新技術的反應也深受當?shù)匚幕蚣艿挠绊?。對中國和瑞士用戶采用可穿戴設備的行為意向的調(diào)查揭示了不同文化之間的感知差異。據(jù)報道，醫(yī)生支持的感知努力和可信度是瑞士接受可穿戴設備的因素，而外部批準和與醫(yī)療機構(gòu)的合作解決方案將提高中國的接受度。

1. 本文討論了盡量減少可穿戴設備的視覺影響并使其更適合日常使用的策略。這些新設備專注于在佩戴時不可察覺，并且足夠舒適，用戶幾乎忘記了他們的存在，在保持信號收集準確性的同時減少了心理不適。

2. 材料選擇對于開發(fā)長期和不可感知的可穿戴設備至關重要。還介紹了這些不可感知的電子設備的最新發(fā)展，包括傳感器、晶體管和顯示器，并討論了實現(xiàn)不可感知性的機制。

3. 最后，總結(jié)了潛在的應用，并討論了剩余的挑戰(zhàn)和前景。

圖1. 各種可穿戴電子產(chǎn)品的比較。剛性電子設備。左上：干式無線腦電圖系統(tǒng)。右上：電極貼在眼睛的內(nèi)角和外角附近，用于測量EOG信號。左下：標準表面?zhèn)鞲衅鬟B接到右脛骨的遠端，以確定腳部接觸。右下：輕便多功能手外骨骼照片。左上：臉頰上附著的電極紋身陣列。右上角：附著在臉上的納米網(wǎng)傳感器的照片。左下：打印紋身平臺上的可穿戴離子電滲生物傳感器設備的照片。右下：照片顯示了靈活、可穿戴的無線充電電源系統(tǒng)。左上角：一位佩戴柔軟智能隱形眼鏡的女性受試者的照片。右上：附著在人類額頭上的汗液收集貼片。左下：指尖壓力傳感器的照片。右下：佩戴者穿著帶有傳感器的布料的照片。

圖2. 實現(xiàn)不可感知可穿戴設備的策略。各種傳感器、顯示器和用戶-機器界面以一種他人無法察覺的方式無縫集成在一起。

圖3. 透明柔軟的電子材料。a）手指上透明加熱器的照片。插圖顯示了化學焊接反應后AgNW的掃描電鏡（SEM）圖像。b）佩戴在手指上的可拉伸ACNT TFT的光學圖像。插圖顯示了碳柵上超薄單壁碳納米管TCE的透射電子顯微鏡（TEM）圖像。c）石墨烯電子紋身。插圖顯示了SEM照片，揭示了單層CVD石墨烯上存在ad層。d）超薄MXene薄膜。e）可拉伸PEDOT：放置在手腕上的PSS裝置。f）超薄水凝膠薄膜。

圖4. 不可察覺的傳感器。a）手腕上附著的應變傳感器的照片。b）用于監(jiān)測手指操作的納米網(wǎng)壓力傳感器。c）傳感器附著在人體皮膚上以及在拉伸和扭曲條件下的照片。d）佩戴在人眼周圍的不敏感眼電圖石墨烯傳感器。e）離子凝膠薄膜傳感器附著在臉頰上。f）柔性有機/無機混合近紅外光電容積描記傳感器。

圖5. 基于本質(zhì)透明電子材料的隱形可穿戴智能系統(tǒng)的元素。下一代可穿戴系統(tǒng)示意圖。電源：a）透明且可拉伸的摩擦納米發(fā)電機，與芯片LED集成。b）集成電池的透明微系統(tǒng)。插圖顯示了系統(tǒng)透明透明。顯示器：c）漂白和著色狀態(tài)下的電致變色顯示器。d）假肢上的透明和適形的OLED。天線：e）基于銀納米線的超薄透明射頻傳感器。f）透明天線安裝在專為眼壓監(jiān)測設計的智能鏡片上。比例尺：0.5厘米。晶體管：g）皮膚上的半透明晶體管陣列。h）具有透明性和高集成密度的晶體管陣列。

圖6. 將電子產(chǎn)品隱藏在日常衣服和配飾中的策略。a）具有檢測壓力和溫度雙重功能的智能隱形眼鏡的照片。b）用于二氧化碳檢測的智能面膜。c）觸覺口腔墊，捕捉牙齒咬合和舌頭滑動動作，用于機器控制應用。d）用于實時感測多個參數(shù)（大腦、眼睛、運動和輻射信號）的智能眼鏡。電子皮膚：e）放置在皮膚上的觸覺界面，具有適合身體解剖結(jié)構(gòu)的各種設計。f）連接到無線藍牙模塊的納米網(wǎng)皮膚受體，用于手部任務識別。g）耳機上集成的汗液中的乳酸和大腦活動傳感器。服裝：h）紡織OLED顯示屏。；i）夾在織物層之間的發(fā)光顯示器以及j）集成多功能電子纖維的電子紡織品。