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探索可穿戴的“终极模式”,人工智能或许就是?

2017-02-15 18:19:39
lemone
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将功能强大的电子产品便携化并随身“穿戴”一直是科技工作者努力的目标。而今天,梦想已经逐渐照进现实。

  作为数码爱好者出身的你,是否对科幻电影中各种酷炫的未来科技痴迷过?尤其对那些充满未来科技感的随身装备印象深刻有木有——《异形》、《钢铁侠》、《黑客帝国》中超强悍的机械装甲;《创战纪》中的智能服装、电影《星际迷航》中的徽章通讯设备;《少数派报告》体感手套;007系列电影中邦德手上那款无所不能的智能手表……

  毫无例外,这些经典的科幻电影都将可穿戴智能设备作为增强电影科技感的重要元素。事实上,将功能强大的电子产品便携化并随身“穿戴”一直是科技工作者努力的目标。而今天,梦想已经逐渐照进现实——VR设备将风靡一时的《回到未来》中头戴显示器带入寻常百姓家;智能手表/手环已经达到千万级的年出货量(当然,功能上还需继续追赶“邦德款”,哈哈~)……

  “未来,当你准备出门运动,你的智能穿戴产品可以告诉你外面的紫外线强度、空气质量、你今天适合的运动量;当你即将回家,你穿戴的智能产品将启动家里的空调并设置到你适宜温度,同时把室内照明调整到适宜的亮度和色度……”近日在EEVIA主办的第六届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2017产业和技术展望媒体研讨会上,ADI亚太区医疗健康行业市场经理王胜与大家一同畅想了可穿戴智能产品的未来,“事实上,ADI与业界的众多产业链企业正在朝向这个方向努力,未来智能穿戴产品的终极形式将是为人工智能的重要接口,实现真正的无感式的数据采集、处理及控制,并进一步改变人们的日常行为。”

  对话中国电子技术媒体与业界工程师,王胜可穿戴产品三阶段发展趋势让人印象深刻。


  ADI看智能可穿戴,医疗健康是关键

  根据最新的调查数据显示,2018年中国移动医疗健康市场规模将达到184.3亿,而可穿戴产品将是其中主要细分市场之一。“运动健康监测功能是催生可穿戴行业高速增长的关键。”王胜指出,“根据BDC公布的数据,超过80%的消费者认为可穿戴技术的重要作用之一是能让医疗保健变得更加便利,71%的美国人相信可穿戴技术可以帮助其改善健康与健身。”而纵观产业现状,可穿戴产品产业几乎都是受到运动健康需求推动,在几乎所有的可穿戴设备中,包括手环、手表、智能鞋、衣帽,健康功能不可或缺。

  “医疗业务单元是ADI公司一个重要的BU,我们将可穿戴这个新兴市场应用放在了医疗BU,就是洞察到可穿戴应用的市场核心驱动之一是医疗健康功能及应用,也就是说在可穿戴领域,ADI会在医疗功能上大做文章。”王胜指出,“运动健康监测功能是催生可穿戴行业高速增长的关键。”按照王胜的产业观察,运动健康类的功能在可穿戴产品中层出不穷,国内几百万、上千万只出货量的可穿戴设备产品,各种运动健康类功能是最基本的默认功能。“可穿戴健康体征信号包括血压、血氧、运动、、体脂、体温、特定的场景还有呼吸率、运动员的状况以及呼吸的监测等,越来越多的指标丰富了体征信号的采集,而要将具体的指标功能在可穿戴设备中采集并处理,则需要借助最新传感器、模拟混合信号处理及相应的数字处理算法来实现。”


  体征信号监测功能的广泛应用促进可穿戴设备市场的增长。


  三阶段论,终极模式将融入人工智能

  围绕运动与健康监测功能,王胜认为可穿戴设备产品形态的发展趋势和演变,有三个重要阶段:
  第一阶段,设备有基本的健康和运动监测功能。“在第一阶段ADI做了心率监测、运动检测等功能,而现在是如何将更多技术进行衍生、使设备同时达到更多的功能采集、提升用户的整体使用体验的阶段。”王胜表示。的确,经过这些年的发展,第一阶段已经不能满足用户对设备的更多功能需求。例如,人们会进一步希望知道跑步一公里和跑步五公里身体会出现哪些不同变化?经过一段时间的运动锻炼,除了步数的变化,另外心率、血压、体脂等其他更综合的身体指标发生了哪些变化?这将是下一阶段要完善的。
 
  第二阶段,用户自身健康数据会得到更全面的采集处理,并附加上环境数据。环境数据和生理体征数据融合在一起,可以生成更多的有用数据和判断并反馈给用户,这是必然的趋势,其实很多企业已经开始预研这些产品和技术。第二阶段会凭借这些方向的发展,进一步提升可穿戴的实用性和对用户的黏性。

  对第三阶段,ADI认为增加对智能家居、智能汽车和人工智能的支持必将是未来应用发展的趋势。“我相信可穿戴设备的终极形式将是作为人工智能的重要介入接口,将人和周围的设备建立起更加智能联系的桥梁,如此才能真正实现无感式的采集、处理和控制,并进一步改变人们的日常行为。”王胜表示,“比如我们佩戴具有环境温度采集功能的手环进入一个新场景,忽然监测到温度明显变化,这时此可穿戴设备就可能产生一个让空调打开或通风的智能家居管理指令。”对于融入人工智能、支持智能家居和智能汽车的这种无感式智能可穿戴产品来说,类似的应用场景将无处不在。

 

  三阶段论主导可穿戴智能产业发展趋势。


  引领第一二阶段迈向第三阶段,ADI全面布局体征信号监测

  在可穿戴电子领域,ADI拥有一系列创新产品和解决方案:例如支持多种便携式医疗保健领域应用的高精度、低功耗片上计量仪ADuCM350已在国内外的几家代表性大客户中取得了里程碑式的进展;突破性的超低功耗3轴数字MEMS产品ADXL362在运动检测唤醒模式下功耗仅为300 nA,其超低功耗的特征是可穿戴运动监测设备的理想解决方案;低功耗、单导联、心率监护仪模拟前端(AFE) AD8232,专为满足新兴的健身设备、便携式/佩戴式监控设备和远程健康监护设备的ECG信号调理要求而设计,并可达到医疗级的性能,已有多家客户获得医疗认证;刚刚推出的更小体积、更低功耗、更低噪声以及更完善功能的心电或心率模拟前端调理芯片AD8233,非常适合健康医疗可穿戴的应用,成功案例已有很多。

 

  “ADI Inside”覆盖可穿戴智能的几乎所有典型体征信号处理应用。


  除此之外,为迎合可穿戴设备中电源管理特定的低功耗、小体积及低成本的要求而专门设计的芯片,例如ADP150、ADP160等,在可穿戴市场都有很好的表现。尤其是在光电法测量生理体征信号方面,ADI的ADPD系列传感器及信号处理方案,正在被几乎所有大的品牌客户设计使用。专门应用于光电法的各类生理体征信号的监测的具有独特优势的产品ADPD系列产品,例如ADPD142/3是目前市面上(可以看到的公开产品中)集成最高(Photodiode + LED + 模拟前端采集AFE +LED driver + 环境光抑制等,输出就是I2C的数字量),也是体积最小、功耗最低(十分灵活的配置),性能极佳以及非常成熟的方案(早已有大量出货)解决方案。

  可用于诊断级产品也可适用于消费级的产品相关体征信号的采集,例如心率、血氧含量等。新的系列产品也层出不穷,如ADPD144和ADPD174等可以更好地满足不同的设计需要,解决客户处理传感器、电路设计的设计痛点,更能解决客户生产环节必须面临的各种难题和挑战。除了系统级层面的方案,ADI还建立了实力雄厚的软件算法团队以及专业的本地技术支持团队,为客户提供深入的技术服务。

  如何赢得可穿戴市场?ADI是这样做的

谈到解决方案,王胜表示:“ADI作为在传感器及模拟混合信号的领先供应商,在可穿戴设备领域也紧跟客户及市场发展趋势,解决方案除去硬件平台外也包括相应软件算法的开发,同时还有专门团队提供系统级包括软件在内的全方位的技术支持。”ADI拥有大量的高集成度AFE、运动传感器、低功耗MCU和电源管理解决方案,使可穿戴设备的产品质量和可靠性达到最佳程度。此外,ADI还提供评估板、仿真工具和应用专业技术,为客户的设计和开发工作提供支持。

  “可穿戴设备的应用对象千差万别,在不同场景无兼容的条件下想要达到同样的测量效果并保证测量的数据有效性对产品的设计带来较大难度。”王胜表示。王胜还指出:“在专业领域可穿戴的一个趋势就是低功耗,诊断级性能。另外,对于设备商来说,它需要供应商有个完整的方案,至少可兼容的方案可以做二次开发。”对于这一点,王胜表示,这也是为什么ADI一直专注在这些领域的系统级服务,解决设备厂商客户的真正痛点的原因,到目前为止我们在整个市场获得非常不错的反响,该公司的传感器ADXL36x自问世至今一直都是业界最低功耗的保持者,并已广泛用于可穿戴设备采集相应的指标。“其次我们的设计方案最大的特点就是让客户省心,不管是生长环节还是开发环节!另外ADI也在研究通过一些指标来演算得到情绪、压力等指标的测量。”王胜补充道。

 

  多管齐下助客户赢得市场:低功耗、诊断级性能、高集成、小体积,
  以及完整系统级解决方案和专业技术服务。

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