那些可以監測運動和睡眠數據的手環、胸貼，動動手指頭就能控制家具電器的“魔戒”，能提醒你調整坐姿的腰帶，磕一下鞋跟就能為你導航的鞋子……這些以前只有科幻影視劇中才能見到的“行頭”，現在在生活中也開始越來越常見
今年也被業界稱為“智能可穿戴設備”元年，上周日開幕的深圳高交會上，智能可穿戴設備是一大亮點，被安排在最大的1號館中心位置展示。那么，什么是智能可穿戴設備？目前已經有哪些產品問世？它面臨怎樣的技術瓶頸？就像智能手機一樣，也許不遠的將來，它們不僅會成為生活必需品，而且還會改造我們的生活模式
終端產品
“入門級小弟”成高交會主流展品
在上周日開幕的深圳高交會上，智能可穿戴設備被劃分在“人工智能”領域，展示專區位于最大展館1號館中心位置。包括東芝、村田制造所、三星在內的日韓廠商，以及上海和輝光電、深圳碳晶科技等國內廠商作為上游供應商，他們的部分展品也被歸類在可穿戴設備領域，在相應展館展出
[智能手環]檢測睡眠時間運動步數
在高交會1號館專區，被公認為可穿戴設備“入門級小弟”的智能手環，成了最搶戲的產品。包括深圳廣電、西莓科技、FIT BIT在內的三家公司都推出具有檢測人體睡眠時間、運動步數功能的智能手環。這些手環外形相似，配有簡單、低像素的顯示屏，可以顯示數字和時間等信息，數據可以通過藍牙系統顯示在下載了相關A PP的智能手機上
●原理：感應擺臂翻身等動作
智能手環的主流功能是監測睡眠和運動，這兩個功能通過一個內部的運動傳感元件便可實現。運動傳感元件，包括M E M S（微機電系統）加速度傳感器、M E M S陀螺儀、電子羅盤和各種數字壓力傳感器等，都能感應到運動者的擺臂、翻身等幅度較大的動作
一名智能手環展區工作人員解釋，監測人體運動量時，智能手環收集到的數據其實是擺臂次數，設備系統將擺臂次數等同于跑步或走路的步數，再按照特定算法轉換成能量消耗數據顯示在智能手機上
監測睡眠的原理也相似。將智能手環調整到睡眠模式后，它按照事先編好的算法，根據睡眠過程中佩戴者手臂翻動的次數和頻率，來分辨佩戴者是否進入深層睡眠或淺層睡眠。“睡著時身體安穩，翻動次數少，則會被手環認定為深層睡眠”，一名深圳廣電智能手環展區的工作人員說
[智能手表]可收短信打電話上網拍照
蘋果公司的A ppleWatch尚待字閨中，但高交會上，深圳本地公司生產的智能手表已經推向市場
相比智能手環，深圳優美通訊展出的智能手表少了身體監測功能，卻多出一塊1 .5英寸大小的觸屏屏幕，這賦予了其與智能手機相似的功能：插入SIM卡可以收發信息、撥打電話；連上WIFI后可以瀏覽網頁、檢索郵件、查看天氣；也可憑借手機自帶的設備軟件拍照和玩簡單的游戲等
深圳西莓科技公司是另一家在高交會上推出智能手表的公司。工作人員告訴記者，西莓智能手表的功能與智能手機相似，但是他們將智能手表定位為手機的臨時替代品，“用戶不方便帶手機時，智能手表可以作為替代。”
●原理：智能手機微縮版
從功能和硬件結構來看，智能手表像是智能手機的微縮版。但記者體驗后發現，智能手表的缺點也比較明顯：由于功能眾多，智能手表耗電量居高不下，而受體積、重量限制，電池容量只有五六百毫安左右，工作人員介紹，智能手表只能連續使用一天。由于屏幕面積太小，像打字之類的精確操作比較困難
[智能泳鏡]戴上就能看心率速度和圈數
游泳是一項對心臟負荷要求極高的運動，一旦超出心臟負荷，就容易發生意外。智能泳鏡就是幫助使用者實時監控生理數據，減少意外發生的概率，同時幫助專業運動員提高技術。在廣州博冠光電技術有限公司的展位上，出現了能測試游泳者心率、速度、消耗熱量、游泳圈數的泳鏡，并通過鏡片上的提示直接顯示心率和速度。據介紹，一般的智能可穿戴設備主要在手機端顯示，游泳環境比較特殊，一般的穿戴設備無法實時反饋身體機能數據。智能泳鏡的數據是實時投射在泳鏡內的，觀測起來更便利
●原理：塑料盒里裝著感應器
在泳鏡的一側，有長約5厘米、寬4厘米的塑膠盒，里面裝著陀螺儀和速度感應器，用于測試佩戴者游泳的速度，里面的心率傳感器直接測試心跳。塑料盒直接卡在泳鏡膠帶上，顯示屏和塑料盒相連，構成一個L形結構，實時顯示佩戴者的心跳和速度。而脈搏、消耗熱量和游泳圈數在手機A PP上顯示，后臺云端還可以測算出佩戴者在運動過程中的姿勢是否正確
[沉浸式頭盔]置身虛擬世界接近全視角
一副“滑雪護目鏡”般大小的頭盔，可以將現實世界中的光線完全阻隔，讓參與者的視覺感官被頭盔提供的數字虛擬3D世界所占據，使人有置身虛擬世界的感覺。這就是沉浸式頭盔
在高交會上，一家名為虛擬現實的深圳公司推出能讓人產生“身臨其境”的全視角頭盔。工作人員介紹，該頭盔可以為佩戴者提供100度左右的水平視角，90度左右的垂直視角，“如果想要看虛擬現實世界中位于身體后方、頭頂等部位的圖像，只要佩戴者上下、前后、左右擺動頭部，就能看到。”
●原理：3D畫面投放在內置顯示屏
“沉浸式頭盔”的技術關鍵是將全景3D畫面成功地投放在頭盔內置的顯示屏上。東芝公司工作人員告訴記者，“虛擬現實頭盔”工作時與電腦主機相連，電腦主機輸出的高清多媒體信號可以直接在顯示屏、電視等終端播放，但是無法顯示在頭盔中。而東芝公司開發的芯片，可以將高清多媒體接口信號（H DM I）轉換為移動產業處理器接口信號（MIPI），從而讓全景3D畫面實現在沉浸式頭盔中。而頭盔之所以能敏銳地捕捉佩戴者的頭部動作，與頭盔內置的傳感器有關
上游企業
核心技術已有成熟產品
中科院上海微系統研究所教授李鐵是MEMS傳感技術方面的專家，他認為，智能人機交互技術、傳感器技術、柔性電子技術、先進的數據信息處理技術是支撐可穿戴設備發展的核心技術。在本屆高交會上，盡管令人眼前一亮的可穿戴設備不多，但是包括日本村田制造所、上海和輝光電在內的可穿戴設備上游企業，已經在人體傳感器技術、柔性電子技術方面做出成熟產品，為可穿戴設備進一步發展提供了技術和硬件支持
「人體傳感技術」能監測心跳的光傳感器
體溫監控：村田制造所展出一款薄型柔性溫度傳感器，其形狀像是金屬條附著在塑料薄條上。實驗者用手捏著傳感器一端時，傳感器另一端連接的儀器顯示溫度快速地從室溫上升到人體皮膚表面溫度。工作人員介紹，該傳感器誤差小于0.1攝氏度
原理：傳感器的電阻值隨溫度而改變，通過算法可以計算出溫度值
心跳監測：村田制造所還展出一款光傳感器，約1平方厘米大小，將手指尖放于其上，傳感器連接的顯示屏就出現代表脈搏的波形圖
原理：光傳感器往血管內發射綠光照射血液，根據光強度變化來監測脈搏，這被稱為光學體積描記術
「柔性電子技術」彎彎的月亮常見，彎彎的屏幕難做
柔性顯示器是指由柔軟材料制成、可變形彎曲的顯示裝置，像紙一樣薄，也被叫做“電子紙”。由于柔性顯示器可變形彎曲的特性，將會大規模應用于智能可穿戴設備充當顯示器。例如現在的智能手表都是用硬的顯示器，而手腕是圓的，就只能放小顯示器，如果顯示器是軟的，就可以設計為大顯示器。柔性顯示技術，就是讓觸摸屏與顯示屏可以彎折的技術。一般來說，觸摸屏與顯示屏基材大多由玻璃和塑料制成，在足夠薄的條件下可彎曲，關鍵在于觸摸屏與顯示屏上的導電材料、裝置的可彎曲程度
目前市場上的柔性顯示技術主要有柔性LCD、柔性AMOLED技術，其中柔性AMOLED技術有望成為今后市場上可穿戴設備的主流顯示技術，充當例如可彎曲智能手表、智能手環的屏幕。目前AMOLED面板技術主要掌握在日韓企業如三星、LG手上，本次高交會上，上海和輝光電、華星光電、京東方都研發出AMOLED屏幕，其中京東方研發出9寸柔性AMOLED屏幕。由于目前柔性AMOLED面板制作技術難度較大，良品率較低，成本較高，未實現規模量產
Amoled屏幕：上海和輝光電展出的是有源矩陣有機發光二極體面板（AMOLED），與目前主流的LED屏幕相比，AMOLED屏幕更薄，可做成柔性屏幕
原理：AMOLED面板與LED面板相比，少了背光源層，因此厚度可以減少0.1毫米左右，約占總厚度的1/7.而AMOLED面板的陣列玻璃層、封裝玻璃層皆可以用耐高溫的塑料膜代替，因此可以作為柔性屏
應用：可符合人體曲線的柔性屏幕將極大提高可穿戴設備的佩戴舒適程度，可穿戴設備為減少功耗，需要更薄、更輕的電子元件
困境爭議
國內廠商欠缺核心硬件技術
傳感系統是可穿戴設備的支柱技術。李鐵告訴南都記者，目前國內可穿戴設備廠商面臨的困境，首先是MEMS等硬件核心技術仍主要掌握在外國廠商手里
實際生活中最常看到的可穿戴設備是智能手環，有人覺得這個產業似乎科技含量不高。李鐵認為這只是一種假象，“這些核心技術的門檻還是比較高的。如果不高，這些核心技術早就應該是中國造。現在只是由于手機等消費電子把其中一些傳感器實現了大批量、低成本生產，使人們有個錯覺，認為科技含量不高。”
李鐵認為，目前國內廠商不僅沒有掌握核心硬件技術，關于大數據運算和處理的軟件應用方面，國內廠商也沒有拿出可靠、領先的產品，“目前有計算運動步數的，這個從技術上講比較簡單；也有統計睡眠質量的，但誤差相對較大。”
研發適合國內人群的算法
今年9月在與記者的交流中，李鐵對可穿戴設備的未來抱有樂觀預期，但是現在他開始擔心可穿戴設備是否會“曇花一現”。“目前眾多廠家一哄而上，生產的都是同質化嚴重的產品，讓人眼前一亮的產品不多。行業巨頭谷歌公司的標志性產品googleglass占用的使用者資源比較多，但沒有讓使用者有較大提升，也沒有達到人們的預期程度。”
深圳雖然是目前國內最大的可穿戴設備研發和生產基地，但此次高交會上，仍有國外展商毫不客氣地表示，作為智能可穿戴設備重要的云端數據后臺，很多國內廠家根本就不具備成熟技術
有深圳軟件公司表示，國內廠商目前最現實的是收集更多使用者數據，只有數據足夠多，才能研發出最適合國內人群的算法，而不是僅僅照搬歐美人群的算法，為解決云端技術問題，目前他們已經與華為的健康云平臺合作，希望提升用戶數據分析能力
數據都去哪兒了？
與新的機遇結伴而來的，是對這些敏感的健康數據去向的關注。對于擔心健康服務提供者和保險者將如何使用這些數據的隱私倡導者來說，甚至倫理問題也值得憂慮
根據法律的定義，這些數據被稱為受保護健康信息（PH I），它們要求希望在數據的收集和分享過程中起到更積極作用的應用開發者遵從更加嚴格的標準，其嚴格程度遠超目前大多數消費者保健應用和可穿戴技術。為了幫助開發者確保其應用符合H IPA A要求，一些新的解決方案正在出現。這些方案包括建立安全而且符合HIPAA要求的服務、存儲和應用編程接口，使應用開發者以及相關IT部門能夠使用通用、安全而符合規范的編程界面在系統間來回傳輸他們的數據
毫無疑問，可穿戴技術的暴漲會加劇收集個人數據帶來的緊張—尤其是把對生活方式的跟蹤數據用作健康保險賠率以及其他類似決定的參考的想法。敏感數據的共享和保護將是最重要的問題。從開發者到保健服務及保險提供者，乃至這些設備的個人擁有者，所有的相關方都需要應對這些問題
眼鏡：谷歌公司2012年4月發布一款“拓展現實”眼鏡，它可以通過聲音控制拍照、視頻通話、辨明方向，以及上網、處理文字信息和電郵等
胸貼傳感器：可以監測心率數據，也能監測日常的運動量等數據，在傳感器應用程序中設置聯系人，如果突發心臟病，傳感器能馬上發送數據至應用程序，再通過手機向救援人員發送位置信息
手環：目前最常見的可穿戴智能設備，大多具有檢測人體行走步數、睡眠時間等功能，也可以與智能手機互動。還有的手環設置了配合心率監測器的LED燈，一眼就能了解運動強度
戒指：動動手指頭可以控制家具電器？N FC智能戒指或許可以辦到。但是在這之前，它的主要功能是透過N FC（近場通信技術）與手機交互，其內置兩顆芯片，既可以鎖定手機里的軟件又可以當做電子名片
衛星導航鞋：鞋內置GPS芯片、一個微控制器和一對天線。左鞋鞋頭上裝有一圈LED燈，形狀像羅盤，能指示正確方向；右鞋鞋頭也有一排LED燈，能顯示當前地點距離目的地遠近。出發前，需要在電腦中設計好旅行路線，用數據線將其傳輸至鞋中，然后同時叩擊雙腳鞋跟開始旅程
頭盔：有生產商開發的一款虛擬游戲頭盔，外表像一副滑雪護目鏡，戴上后用戶會看到一個7英寸、分辨率為1200×800的顯示屏，是許多虛擬現實游戲的配件
智能服裝：采用皮革和薄如蟬翼的智能箔片，配合電子學、LED燈光等技術，穿上這件衣服后，人的感情變化，如激動興奮、羞澀、窘迫等，都會使衣服顏色產生變化，還可以根據人的行為和距離遠近變換薄片透明度
手表：Apple Watch內建“活動”與“體能訓練”兩個軟件，前者用來統計使用者一天的活動、運動與站立時間；后者則可以設定訓練目標，如時間、距離與卡路里等單位
腰帶：它有一套完整的設備和軟件體系，包括一個傳感器和應用軟件。只要將傳感器戴在腰間，它就會監控你一整天的姿勢。如果你感覺到震動，那么這是在提醒你要更改成正確坐姿了
嬰兒腿環：戴在嬰兒腳上，外形類似一個小紅心，內置四個傳感器，可以隨時監控寶寶的體溫、脈搏（心跳）、動作，同時還能監控室內溫度、光線等環境因素
什么是智能可穿戴設備
“智能可穿戴設備”并沒有官方定義，按照業界通用說法，具有綜合運用各類識別、傳感、連接和云服務等交互及儲存技術，以代替手持設備或其他器械，實現用戶互動交互、生活娛樂、人體監測等功能的新型日常穿戴設備便可稱為“智能可穿戴設備”
在大部分智能可穿戴設備工作過程中，傳感器負責捕捉用戶體溫、心跳，運動時擺臂、轉頭等物理信息，并將這些信息轉化為計算機可以識別、儲存的數字代碼。后臺計算機通過算法將信息再次轉換成用戶所需的信息，如運動消耗的能量、睡眠時長等
未來可能“人機合一”
現有的智能手環、智能手機、智能手表所有功能都會被大屏智能手環集成，獲取個人乃至周圍環境的一切信息，并且方便地戴在手腕上，也可以像一片紙折起放入口袋，屏幕隨意變大變小，成為個人信息終端、閱讀器。視頻眼鏡的出現，有望取代顯示器一切功能，并集成個人電腦功能，成為頭戴式PC，相關光學透鏡升級后甚至可以自動變焦，取代望遠鏡、近視眼鏡、照相機功能。對光電設備來說，一個人只要攜帶有傳感器的可變大屏智能手環、集多功能于一體的PC眼鏡，某種程度上就可以實現“人機合一”了。
關注我們
公眾號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
