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智能穿戴凭什么再掀浪潮?

时间:2018-02-18 08:37来源:COMPOTECHChina 作者:任苙萍 点击:
有人说,啤酒要有泡沫才好喝,而一个新兴技术或市场要须挺过泡沬化淘汰赛,才能真的成气候;智能穿戴似乎也是如此。犹记几年前,电子业从上游到终端皆异口同声吹捧,可惜仅一、两年的时光,就有不少新奇玩意相继阵亡,就连有些半导体厂商也一反先前积极态度,选择闭口不谈。但这种氛围,近来因为大环境的背景因素改变,穿戴设备似乎正酝酿另一波风起云涌;且产品形式越来越多元,除了基本款的手表、手环外,贴身的智能衣/鞋/袜、特定用途的眼镜或头盔/头带/安全帽,乃至仿生义肢、外骨骼等医护辅具,应用越趋广泛。
 

 图: Cyberdyne 公司用于医疗的机械外骨骼——混合辅助肢体 (HAL),已获美国食品药品监督管理局 (FDA) 上市许可
资料来源:https://www.cyberdyne.jp/wp_uploads/2017/12/171219_FDA_ENG_1.pdf
 
穿戴感测生理体征,随身记录、随时量化
现阶段,"医疗健康照护"导向的智能穿戴仍是最主要的使用动机。《台湾精准医学学会》秘书长、本身也是长庚医院妇产科医师的王子豪表示,一个人的健康近 50% 由生活型态决定,另基因体质的权重也有 25%,最后才是医疗适当性与环境曝露因素;利用穿戴设备、物联网 (IoT) 收集数据以改善生活型态,是促进健康的有效手段。不过他提到,治疗目标是"人",会有个性、情绪、疼痛忍耐度的不同,更重要的是存在基因体质的差异,精准医学须建立在大数据累积的基础上,由政府部门出面统整云端数据库会是较好的方式。
 
 因此,《台湾精准医学学会》与《台湾物联网产业技术协会》去年底宣布缔结姐妹会,期更有效连结科技界与医界的产、学资源。尔后根据上述外显行为和基因序列给予精确医疗,即成"个人化医疗";长期目标是"促进健康、预防疾病"、非仅针对治疗本身,是一种医学典范转移,终极目标将进化为生命信息科学。王子豪期许藉由这个整合健康大数据的平台,增加医疗行为的可预测性,例如,若无法将药品的前驱物代谢成身体能吸收者,就会成为无效投放。
 

照片人物:《台湾精准医学学会》秘书长王子豪
 
共襄盛举的交通大学 (台湾) 智能医疗推动办公室主任、亦是光电通信系所教授黄乙白则再度宣扬:"交大现正筹备设立导入资通信技术的 BIO- ICT 智能医院"的消息,在这个场域中,拟将所有医疗信息电子化,而穿戴式传感器将是其中重要一环。他透露,交大已将智能化、居家化与个人化将并列下一个进程。借助医学影像判读、数据探勘和资格筛选,把数据量化成可储存的数据,可针对病历和生理信息做健康风险的早期侦测;黄乙白建议,可结合移动医材,在终端设备内建人工智能 (AI) 芯片、就地判读,以免云端负载过重。
 

照片人物:交通大学 (台湾) 智能医疗推动办公室主任黄乙白
  
例如,结合虚拟现实 (VR) 和脑波信号做视觉检测;经由游戏观测视网膜是否有病变;利用"长戴式隐形眼镜"的电容变化做无线眼压侦测,检验师以专用眼镜接收受测者隐形眼镜所发出的 Wi- Fi 信号……。黄乙白指出,医院的室内定位不须精准到一、两公尺,追踪人/设备或动线导引只需以"房间"为指针单位,Wi- Fi+Beacon 会是较适合的无线通信技术。
 
视听再升级,语音入列新一代人机接口
受到物联网 (IoT) 的大行其道与电子组件微型化的触发,加上模块成本的降低,最早诞生的腕戴式产品不再局限于量测心率、通过运动轨迹计算热量等阳春功能,而展开一系列演进:
 整合多个通信模块,用途更广:游乐园整合近场通信 (NFC) 技术并在路灯等基础设施设置节点,以智能手环取代门票扣款,也掌握游客在园区内的动线。
 穿戴设备内建蜂巢通信模块:不必链接手机即可独立通信,且同一设备可能还包括区域网或短距通信技术。
 复合式产品兴起:同一设备可做健康监测、也可分拆做蓝牙耳机使用,对音信有更高的要求;或是原只有单纯追踪、定位的智能手表加入视信通话功能,可实时观看穿戴者行动状态和周遭环境,而天线接收机的敏感度是精准定位的基础。
 语音技术的参与:为日后扩展 AI 应用铺路。
 
语音助理的抢戏,从今年美国 CES 展就可略见端倪;惟相较于去年的智能音箱的初试啼声,今年则是几乎所有智能设备都可见其踪迹。台湾工研院 IEK 电子与系统研究组项目经理侯钧元认为,这是因为 Amazon Alexa 开放性与云端架构有助于大量低阶联网设备导入之故;继接受指令后,预料明年将开始转向指令执行。然而,他也提出质疑:当大部分的设备都内建语音助理后,将打破各设备之间的树状层级关系、任一设备都可收听指令并发号施令,使网络组织趋于扁平;有趣的是,这恐将造成语音助理之间的冲突,导致不良的使用者体验。
 

照片人物:台湾工研院 IEK 电子与系统研究组项目经理侯钧元
 
对于智能穿戴与 AI 的链接,侯钧元表示感测资料如何判读是重头戏,这部分倒是 AI 算法可补强之处。今年 CES 上有许多公司都在谈脑波感测,但因为信号非常杂乱,AI 可解释哪些是噪声并将之滤除,转换成有意义的信息。例如,健身科技可从数据解读身体肌耐力、运动姿势的正确性等;睡眠科技亦同理可证。"一个新科技的兴起,初期不免会有盲目投入的热潮、退烧,近来我们观察到不少厂商已抓住核心价值,穿戴风潮再起之日应不远!建议新进厂商要选定自己的利基点,然后将这个目标做到尽善尽美",侯钧元说。
 
创意大爆发,复合式产品开发要留意
总体来说,智能穿戴不脱几个应用范畴:1.通信载具/生活管理;2.医疗/照护/复健;3.教育训练/公务监控 (智能工厂或农牧);4.休闲娱乐/运动健身;5.失物位置追踪/老幼行踪定位。此外,在大谈汽车电子的同时,从机车仪表板衍生出来的智能穿戴商机亦正在萌芽中,例如:智能安全帽、抬头显示 (HUD)、可挠式 OLED 面板等。有人戏称,早期有机车族将运动摄影机放置在一般安全帽上的创意式"行车记录仪",颇有天线宝宝的可爱趣味;如今,骑士们有更潮的选择。
 

照片人物:百佳泰 (Allion Labs) 技术服务总部高级工程师廖忠伦
 
目前坊间已出现可扣装在帽子前沿的行车记录器模块,更有内建隐藏式行车记录器、Wi-Fi 通信模块和语音控制模块的高科技安全帽,一旦遇有突发事故,即可拍照上传至云端。此类产品在系统开发方面,功耗和电磁波无疑是关注的焦点,尤其是紧贴在后脑勺上的带电设备。最后,百佳泰 (Allion Labs) 技术服务总部高级工程师廖忠伦提醒,对于可戴在头部、又可戴在手腕的复合式产品来说,还须留意三个问题:
1. 介电系数不同,可能造成窄频天线频偏、漂移,传输距离无法太远;
2. 场形问题恐高达 20dB 差距,根据经验,每相差 3dB 就会多消耗一半功率,如此可能产生通信死角、收不到信号;
3. 有些消费电子产品须标示人体接收电波的比例 (SAR),但头、手不同部位的要求完全不同。综合上述,要调试功率与场形就是一大挑战,不可不慎。
 
IoT 是个相当分众化的世界,随着软、硬件技术不断日新月异,开发者只要能抓住某个契机并发扬光大,或许能在下一波浪潮尽情徜徉。事实上,一些创新产品已进入市场试水温,例如,脑波监测联手增强现实 (AR),可做教育训练或强化专注度;采集眼球上的泪液葡萄糖含量,推估是否有糖尿病……。更多创意商品,正等着被设计、开发!
 
(责任编辑:jane)
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