可穿戴设备：MEMS传感器的巨大机遇
2013-11-10 09:25:11   来源：微迷   评论：0   点击：

上海新微电子有限公司 曹明霞/译

诸如苹果、谷歌、微软这样的大公司现在越来越关注可穿戴设备。这一市场的机会巨大，尤其是对于基于MEMS的传感器、电子设备和辅助软件厂商。Philippe Kahn在1997年发明出第一款带相机的手机，是这一新兴领域的开创者之一。他的公司 Fullpower Technologies已经拥有了嵌入Nike、Jawbone、Pioneer和JVC公司解决方案的移动传感技术平台 MotionX。文章中，Philippe将分享他关于目前可穿戴设备技术、新兴应用案例、知识产权和市场动态的观点，以及消费电子行业未来十年的发展方向。

目前可穿戴设备面对的最大的三个挑战是什么？

Philippe Kahn:首先是创新，其次是要使传感器更小、更精确，最后还要为可穿戴应用开发微型电池。

你认为最具创新性最原创的可穿戴设备有什么？

Philippe Kahn: 在未来几年，我们会看到令人兴奋的进步和结果。在医疗界，将出现可以吞服的器件，器件在体内运动并且无创伤地报告身体情况。还有在手腕上可以配戴与智能手机、云服务器通讯一起配合工作的设备，并且更小、更精确、更美观而且还具有更长的电池寿命。

你认为未来几年在电源方面的挑战将会是什么样的情况？

Philippe Kahn: 电源的挑战来自于多个方面：电池要更小、充电速度要更快、电源管理要更有效、数据处理以及传感的效率更高、还有算法要更好。更好的算法很关键。

最近电池和电源管理领域有哪些令人感兴趣的新公司？

Philippe Kahn：我看到过几个很令人感兴趣的解决方案，但是由于有保密协议所以我不能公开谈论它们。另外，我们的MotionX技术拥有超越市场上其它解决方案的电源管理算法，它可以应用到可穿戴设备和智能手机。

许多可穿戴设备都自称可以进行各种测量，我们如何知道它们测量的是否准确？

Philippe Kahn：准确性很重要，但确实有些产品不是那么准确。如果睡眠监视器不能准确地告诉你夜里醒了几次，报告了错误的睡眠质量结果，那么它还有什么用？如果计步器的错误率在 20%，那它还有什么用？既然市场已经成熟，我们就要看到真正客观的准确性测试和标准。

你认为消费者对设备准确与否是否会关注？

Philippe Kahn：消费者最终会关注设备的准确度。例如，Jawbone UP 在睡眠监测方面效果很好，以致它可以替代 80% 专业的医疗睡眠实验室，睡眠实验室的每日无创睡眠监测要花费大约100 万美元。UP 设备准确、持续地监测睡眠，同时拥有很长的电池寿命。除了睡眠应用之外，准确性对于日间行动监测也很重要。比如说某人的计步器一天读数是 10000 步，正好和她的医师的建议一致。但是计步器却有可能多数了20%，实际上只走了8500步，而她却不知道。少走5% 和少走20%，有很大的不同。所以，准确度达到合理的水平很重要。

如果目标只是让更多的人得到运动，那么少走1500步影响大吗？如果设备不准确而且昂贵，那么消费者还会购买吗？

Philippe Kahn：人们都希望测量准确度在合理范围内，这也是“自我数据化（quantified self）”的含义。误差在5%是合理的，如果你告诉一个跑步者他的跑表只有80%的准确度，我想他是不会高兴的。进一步说，我们监测一个人的步子，并且时间足够长，当发现有小的增量变化时，我们就可以诊断出那个人背部有问题甚至是痛风。此时准确度非常重要。而步数和睡眠周期是一种粗略测量，我们在Fullpower公司做的算法则要深入得多。

你如何看待Google眼镜？

Philippe Kahn：我们对眼镜很感兴趣。在Fullpower和MotionX，我们从2005年就开始研究智能眼镜，并且发现对于许多戴眼镜的人选择佩戴眼镜框是很时尚的事。我们在2008年申请过专利。由于我们在Fullpower和MotionX是技术创新者，不是时尚设计公司，所以我们让更大的公司去做了。Google 正在做伟大的事情，我们希望看到我们开发的可穿戴设备专利能够被很好地使用。

你认为到目前为止最成功的可穿戴设备是什么？为什么？

Philippe Kahn：我想有两个：Jawbone UP和Nike FuelBand。它们简单、实用、价格有吸引力并且人们容易看懂。在“量化自我（quantified self）”的起步阶段，这是有意义的。我们现在正在做更有意义的事情。

可穿戴设备最好的三个新兴应用是什么？

Philippe Kahn：“量化自我”开始于计步器和睡眠监测仪，这一点我想很多人都会同意。这之后将是新一代整合了无创心率监测器和其它生物计量器的运动器械。第三类应用，是 Google 眼镜和整合云计算到每日各类体验之中。在医疗领域，我更喜欢新一代的无创可摄入设备。

Google 眼镜最受欢迎的应用会是什么？

Philippe Kahn：最显而易见并且实际的应用是运动方面——头戴式显示器可显示速度、距离、转弯、斜坡、生活辅助，而不需要外部设备或耳机。长期来看，我们很多年前就已经着手开发通过智能框架设备读取心率，并用MotionX算法工具开发精神压力管理功能（可有效地将精神压力最小化）。我觉得那些都很酷，希望Google、苹果或其它公司把这些应用推向市场。

可穿戴设备中广泛使用运动传感器，未来几年什么类型的新型传感器会成为主流？

Philippe Kahn：可穿戴设备面临的挑战是它们需要小型化、电池寿命长以及无创伤使用。增加传感器就要考虑到尺寸会变大，电池寿命会变短。在一个SPI或I2C总线上会整合各类1mm×1mm传感器。先进的算法工具和完整的工程团队此时很重要。

接下来哪类传感器会兴起？为什么？

Philippe Kahn：我想所有传感器都有可能，包括温湿度、压力及其它传感器。但是，更多的发展潜力还是来自运动、位置以及尺寸更小、能效更高、算法或know-how更优的传感器。举例来说，三轴加速度计和智能手机里先进的传感器融合算法，能够产生出很有趣的应用。要使三轴加速度计成为可行，需要利用先进的传感器融合算法和know-how使加速度计的尺寸小于1×1mm。

智能手机摄像头在质量和应用上持续提升，你预计未来2-3年会出现什么应用？

Philippe Kahn：首先，相机在各种环境下的拍照和录像效果会变得更好，这是我们都期待的。实际上，相对于提高像素来说，，我们更看重改善图像质量。这包括图像稳定性、夜间成像及其它特性。当然，条码读取、人脸识别、远程医疗、安防、支付、光学识别等应用也会有进展，有很多地方都可以实现提升！

可穿戴设备会如何影响医疗行业？

Philippe Kahn：我想这已经开始发生了，Jawbone UP这样的设备帮助每个人改善健康状况。从纯医疗设备角度讲，新一代可摄入智能药丸将具有重大意义。在个性化剂量和持续监测方面，比如糖尿病管理，将会出现更小、更准确、更少创伤的胰岛素泵，那差不多是一个人造的胰腺。在起搏器和其它植入设备（最终的“可穿戴”设备）方面情况也是如此。

智能手机在过去的十年使个人计算发生了革命性变化。这个十年，可穿戴设备似乎带来新一波的创新。你认为接下来的十年（比如2020年以后）会带来什么创新？

Philippe Kahn：我重点关注当下十年和未来七年。到2020年的7年里我们会看到很多可穿戴方面的创新。至于2020年以后，将主要关注于使用技术（包括可穿戴技术）来优化我们地球的资源，至少为潜在的100亿人口维系一个合理的生活方式。解决地球上问题的唯一方法是利用技术和发明，如果人类还要发展，我们别无选择。

你认为在过去几年Apple所推出的最具创新的产品或功能是什么？

Philippe Kahn：我认为新的IOS 7是在正确的方向上迈出的一大步。这是需要勇气重新思考哪些是已经很优秀的。Apple是一家很特别的公司。

IOS 7的哪些特征最吸引人？为什么？

Philippe Kahn：用户体验的重新设计是非常重要的。人们过于注重功能。我个人认为，智能手机的功能太多，挤在一个小小的封装里。采用一个合理的功能集合，并注重可用性和设计是必不可少的。IOS 7朝这个方向迈出了一大步。

你认为在过去几年里三星推出的最具创新的产品或功能是什么？

Philippe Kahn：三星的创新其实是谷歌的创新。谷歌在创新方面正在做着突出的工作。他们是一个伟大的公司。三星正在利用谷歌的创新做一项伟大的工作。谷歌交给三星一个美妙的礼物。但三星也很聪明。在过去的几个月中我看到三星的创新方式有着一个完整的变化——他们现在的兴趣似乎是与创新精神的公司合作。这是三星作为垂直整合的公司一大步。我想也许是苹果教会三星专利、创新和 know-how的真正价值。

Fullpower已经发布了涉及可穿戴设备领域各方面的专利，包括传感器融合、先进的运动传感、眼镜、睡眠监测等。你们如何继续创新？

Philippe Kahn: 是的，我们发布了很多专利。我们会继续创新。但那只是冰山的一角，我们还有三倍多的专利在申请中，这些专利涉及许多热点领域的重要方面，由于我们起步早并且成果多所以形成优势。这是我们很自豪的地方。

你如何保护创新？

Philippe Kahn：专利是非常重要的方面。但是know-how和商业秘密也很关键。比如，通过专利保护腕式睡眠监测器的先进算法。但是，精确的无创设备实施起来也是非常困难的。这就又回到了曾经提到的准确性问题，还有电池寿命延长以及微型化。这些设备太精巧了，工程师们还无法解决上面的那些问题。令人高兴的是，在网络市场做主角的十年后，下一个十年将是know-how和技术创新做主角。