在1998年的一个普通日子里，统计学家大卫·费尔利正走在旧金山一条繁忙的街道上，去幼儿园接他的儿子。当时交通拥堵，走到学校一半的路程时，他开始感到虚弱和眩晕。
“实际上，一个无家可归的人看到我并扶我去了学校，”费尔利说。“[学校的人]让我躺了一会儿。”
费尔利休息后感觉好多了，但学校管理人员坚持让他去医院。在去医院的路上，他心脏病发作了。
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多年前，作为湾区空气质量管理局的新成员，费尔利被要求审查一项新的研究，该研究将暴露于颗粒物与死亡率增加联系起来——特别是与心血管和呼吸事件相关的死亡。当时，所有可用的科学研究都是由伦敦的一位研究人员进行的。
“我当时想，湾区根本不像伦敦；那里更冷更潮湿，那里的人可能已经有呼吸问题，”费尔利说。“老实说，我当时的想法是，我要证明这家伙是错的。”费尔利在加利福尼亚州的圣克拉拉县重复了这项研究，令他惊讶的是，他的结果几乎与伦敦研究人员的结果完全相同。
从那时起，其他几项研究也重复了费尔利的结果，包括一项美国癌症协会的长期研究。现在有确凿的证据表明颗粒物水平与每日死亡率相关。在他心脏病发作后不久，费尔利还发现了一些研究，这些研究将暴露于超细颗粒物（您在交通繁忙的街道旁边会接触到的那种颗粒物）与一到两小时内发生冠状动脉事件联系起来。
“即使当然还有其他因素，但我相信走在那条街上很可能促成了[我的心脏病发作]，”他说。“超细颗粒物非常小，以至于它们相当不稳定。它们不会停留。它们会聚集成更大的颗粒，或者扩散出去。如果你看看道路的梯度，繁忙街道上的超细颗粒物浓度确实高得多。因此，将路线转移到一两条街以外的地方确实可能会有所不同。”
尽管如此，费尔利多年来一直走在他家、工作地点和他孩子学校之间相同的繁忙路线。“几年后我终于意识到我真的应该将我的路线转移到不那么繁忙的街道上，所以我这样做了，”他说。
你明白了吗？
即使作为颗粒物方面的专家，并且亲身经历了颗粒物的影响，费尔利也花了数年时间才根据他掌握的信息调整他的日常习惯。当涉及到影响全球城市健康和环境的无数决策时，这是一个根本问题。仅仅拥有我们做出良好选择所需的所有信息是不够的；相反，我们需要在做出决策的确切时刻拥有正确的信息。
可穿戴设备——腕带、手表、服装，或者在某些情况下，带有内置无线传感器的防污染口罩——可能是解决方案的一部分。新一代小工具能够不引人注目地收集街道上的各种数据，将这些数据与来自政府、学术界和其他来源的历史数据进行比较，并在相关时间将信息推送给用户，有望提供比笔记本电脑甚至智能手机更及时、更可操作的信息。
便携式污染检测器
现有的可穿戴设备，从FitBit（计步器的更时尚版本）到Pebble手表，再到谷歌眼镜头戴设备，再到即将推出的iWatch，大致分为两个阵营：提供信息的（谷歌眼镜，“智能”手表）和收集信息的（FitBit，现已停产的Nike Fuel Band）。下一代可穿戴设备旨在结合这两种功能，收集个人数据，然后根据各种其他数据集对其进行分析，以提供定制化的信息和基于情境的建议。
因此，例如，在污染案例中，腕带可能会振动或闪烁红色，让佩戴者知道他正在穿过一个超细颗粒物浓度高的区域，并建议另一条路线。这不仅可以提供个人健康益处，还可以提高公众对污染与健康之间联系的认识。越来越多的可穿戴设备公司也在努力向学术研究人员和政府提供数据。例如，同一个可穿戴设备可以可行地指示一个人的污染暴露及其各种潜在的相关健康影响，这可能对帮助空气污染管理区设定限制和制定有意义的政策大有帮助。隐私问题在很大程度上阻碍了数据流向政府机构，这有充分的理由，但政府官员和开发人员正在努力建立一个隐私保护系统，在该系统中，匿名数据可以与政府共享，从而实现互利。稍后会详细介绍。
乔纳森·兰西是可穿戴技术公司Quanttus的数据工程师，该公司正在开发一款功能更强大的腕表，用于测量和分析佩戴者的生命体征——心率、血压、体温——以应对从锻炼和睡眠到空气污染和天气的各种因素。与许多新进入可穿戴设备领域的公司一样，该公司也在积极寻求与学术机构建立关系，并计划向这些机构提供汇总数据。到目前为止，由于官僚效率低下、隐私问题和数据系统不匹配等多种因素，向政府机构提供数据的努力尚未取得多大成果。相反，兰西表示，Quanttus的计划是将用户数据提供给学术界人士，他们可以使用这些数据来帮助为政府机构在制定政策时引用的同行评审研究提供信息。
Quanttus产品管理副总裁史蒂夫·荣曼表示：“我认为这将是我们贡献的一个重要分支；我们在这里建立一家企业，但也有利他主义的成分。”除了提供数据外，该公司还在为各种研究分配设备。“我们就在麻省理工学院的街对面，所以我们可以与那里的人们交流，他们对生物识别监测与x相关联有一些绝妙的想法，无论是空气质量、情绪、在压力下表现的能力，还是任何其他方面，”他说。
会说话的树
大多数“智慧城市”技术旨在将人类从等式中移除，以围绕人为错误进行设计。可穿戴设备设计师的目标几乎相反：在正确的时间为人类提供正确的信息，将他们整合到智慧城市的网络中，并使他们成为解决方案的一部分。让公民更好地了解空气污染的危害并相应地调整他们的生活只是一个例子。
Frog是一家总部位于旧金山的国际产品战略和设计公司，是可穿戴设备领域的早期进入者，早在2002年就为摩托罗拉设计了原型。2012年，这家设计公司让其各个国际办事处的设计师团队负责为未来的可穿戴设备提出八种不同的概念，汇编在简报“可穿戴技术与互联城市”中。大约一半的技术将带来环境效益。其中一项——上海办事处设计的一款配备传感器以测量空气污染的面罩——可能很快就会上市；其余的仍然只是概念，但它们已经帮助引发了与产品公司和政府机构关于将公民目标与可穿戴技术相结合的可能性进行的对话。
在一个例子中，该公司纽约市团队着手让公共交通更易于使用。他们设计了一款名为Relay的腕带（见下图），该腕带将整合来自大都会运输管理局（MTA）的数据并实时显示。因此，例如，如果您正在决定是乘坐出租车还是乘坐地铁，Relay会在您接近地铁站时告诉您哪些列车何时到达。
Frog Design纽约办事处的互动设计师梅奥·尼森说：“这一切都是为了将数据放在最可操作和最有用的地方。”“在您离开之前在笔记本电脑上查找列车何时到达当然很好，但将这些数据放在您手中，就在您在街上做出决定的地方，是非常强大的。”
这些技术可以切实提高智慧城市公共交通的客流量，因为它们使公民的通勤更加方便和愉快。
Frog的其他一些概念更侧重于使用可穿戴设备使环境问题对人们来说更具体。“树木之声”就是一个例子，它是奥斯汀市整个城市树木上显示器的一个网络，它将通过连接到树木的显示器和一个移动应用程序来说明各种环境因素——干旱、污染、化学物质暴露——对树木的影响，该应用程序将显示整个城市树木的状况（见下图）。
Frog奥斯汀高级互动设计师埃里克·博姆说：“我们深入研究的一件事是，环境——活生生的物理环境——一直在收集和存储有关气候变化和污染的信息。”“如果你切开一棵树，你可以看到有很多水的年份和没有多少水的年份，你可以看到污染何时开始变得更糟。我们想将环境已经收集的这些信息展示给人们，以便他们可以更清楚地看到它，并以改变他们行为的方式与之互动。”
与此类似，Frog上海办事处首席技术战略师卡洛斯·埃琳娜-伦茨最近致力于开发一种可穿戴技术服装产品，该产品可以检测大气变化——从温度到烟雾——并相应地改变颜色。当佩戴者走在街上时，他们的外套会根据环境中发生的各种事情而改变颜色。“这样的东西会成为谈资，它可以让人们互相学习，”他说。
广为人知的真理
与大多数技术创新一样，可穿戴设备仍然有一些障碍需要克服，并且也有一些潜在的阴暗面。尽管对可穿戴技术，尤其是在健康和健身领域，进行了大肆宣传，但当前一代小工具的功能非常有限。例如，流行的FitBit腕带将基本加速度计与低功耗蓝牙和一个移动应用程序配对。加速度计测量运动模式以确定燃烧的卡路里、行进的距离、采取的步数和睡眠。它的高度计还可以测量爬楼梯的高度。但是，如果您不采取任何措施，FitBit就不会测量您的活动：它无法区分一天是攀岩还是在沙发上度过。同样，许多声称可以监测睡眠和活动水平的小工具都非常不准确，这一事实为更多关于整个可穿戴设备事业的批评性博客文章提供了平台。
Quanttus的荣曼说：“许多可穿戴设备收集数据只是为了收集数据，而没有背景或分析。我们称之为‘那又怎样’数据。”
随着可穿戴设备公司在不夸大其词方面做得更好，并且随着具有更准确、更强大的传感器设备上市，这种情况可能会有所改善。更好地分析和情境化数据的算法也将使这些设备更强大——但这只有在政府和学术研究人员的合作下才能实现。迄今为止，技术公司一直极难将大型公共数据集与其工具集成。这不一定是因为地方、州和联邦政府以及学术机构不想共享他们的数据。更多时候是因为他们倾向于拥有来自遗留系统的相当混乱的数据集。不过，兰西表示，这种情况正在开始改善。例如，在波士顿，市政府最近启动了一项开放数据计划，询问当地开发人员他们想要哪种数据以及哪种格式。
兰西说：“最终，我们将能够获得更多人口层面的分析，因此我们将能够将整个城市的身体反应与公共天气数据或污染水平相关联。”“这将使我们更容易提供具有更高统计可靠性的答案和建议。”
埃琳娜-伦茨说：“波士顿是城市真正做对这件事的一个很好的例子。”“他们正在与开发社区举行市政厅会议，并真正获得他们的意见。例如，关于交通数据的对话在大约一年前他们发布API[应用程序编程接口]之前就开始发生了，而且由于他们提前与开发人员进行了如此多的合作，当这些数据发布时，涌现出大量真正支持公共交通的应用程序。”
波士顿并不是唯一一个意识到与可穿戴技术开发商共享数据的好处的政府。去年，当联邦政府推出开放数据项目——联邦、州和地方机构的开放源代码数据存储库，任何人都可以在GitHub上使用或贡献，GitHub是一个基于Web的托管服务，用于使用Git版本控制系统的软件开发项目——奥巴马总统签署了一项行政命令，使开放的、机器可读的数据成为政府信息的新默认设置。从那时起，50个州和地方政府已在网站上发布了112个开放数据集，并且人们一直在疯狂地寻找创新的新方法来使用所有这些新的政府数据，包括全国公民黑客日，在旧金山、华盛顿特区和波特兰等城市举行的开放数据黑客马拉松；以及康涅狄格州、拉斯维加斯和印第安纳州南本德等各个城市和州的新数据门户网站。
事实证明，将数据从可穿戴设备转移到政府数据库更加困难。用户可以理解地担心隐私。根据IT托管公司Rackspace最近委托进行的一项调查，只有22%的美国人愿意与政府实体共享位置数据。33%的人愿意与政府机构或医疗保健提供商共享医疗保健数据。到目前为止，政府使用可穿戴设备数据的主要方式是确定他们应该向可穿戴设备开发人员提供哪些类型的数据和API。例如，在犹他州的谷歌眼镜试点项目中，州IT人员正在密切关注哪些应用程序往往使用最多，以便他们可以弄清楚哪些数据集和API对谷歌眼镜应用程序开发人员最有用。
市场研究和市场情报公司ABI Research驻纽约的专门从事可穿戴技术的首席分析师乔纳森·柯林斯表示，在医疗保健领域，预计2014年全球将出货近4200万个可穿戴无线运动、健身和健康设备。柯林斯表示，虽然数百万人正在跟踪自己的健康和健身数据，并且大多数医疗保健提供商都有兴趣以某种方式访问和使用这些数据，但用户的隐私担忧，加上电子医疗保健记录的专有性质，一直是主要的绊脚石。“如果您正在自动化健康数据的收集，那么最好有一个地方可以存储它，并将其与您的其他医疗保健记录集成，”他说。“要做到这一点，电子医疗保健记录是关键，并且可以在很大程度上归咎于迄今为止这些设备的缓慢普及。”
随着数据来源的增加，关于如何收集和共享这些数据的隐私和健康问题也将继续增加。虽然每家可穿戴技术公司都很快提供关于其如何匿名化数据以及其云存储的严格安全性的详细信息，但很难想象更精细的数据——即使是汇总数据——也会导致保险公司提高保费或政府和公司比他们已经做的更多地监视消费者。
从酷炫的小工具到积极的平台
除了数据的可用性和保真度方面的任何问题外，可穿戴设备还面临着一个更基本的问题：商业可行性。可穿戴设备在医疗保健领域已经存在并成功多年；起搏器是典型的可穿戴设备。但是，尽管围绕可穿戴设备数十亿美元的利润进行了大肆宣传，但现在和明年推出的大多数小工具可能无法通过在以竞争激烈而著称的消费电子产品领域的经济可行性试金石。
但是，虽然个别可穿戴设备可能无法生存，但市场的势头似乎不会很快消失。而且，如果像未来学家预测的那样，我们在不远的将来都可能佩戴四到六个设备，那么如果其中至少有一些设备改善了我们的健康和环境，那就太好了。
尼森说：“目前，这主要与酷炫的小工具有关。”“如果未来看到可穿戴设备成为一种对人们的生活产生真正影响的技术，而无需成为这种非常有意识的东西，那就太好了。当较小的图景——设备本身——变得不那么令人兴奋时，更大的图景会变得令人兴奋。”
我们可能还没有触及可穿戴技术可以（和不能）做什么的表面，以及它可以在多大程度上融入智慧城市的结构并带来环境效益。
博姆说：“最终目标之一是，任何一种可穿戴技术都可以像PC一样构建为平台。”“我们也不知道我们会从中得到什么，但是一旦它们足够普遍、足够稳定和足够强大，它们就能够做非常棒的事情。”
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