可穿戴设备设计关键在于数据准确性和算法有效性

近日，在EEVIA第十届年度中国硬科技媒体论坛暨2022产业链研创趋势展望研讨会上，ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源先生发表了“从数据准确性和算法有效性入手，迎接新一代可穿戴技术大趋势”主题演讲。分享了ADI在可穿戴领域的一些理解和思考，分为三个部分：一是可穿戴广义设备的市场趋势，包括“卷中卷的卷王”TWS耳机、AR/VR和智能手表；二是可穿戴产品解析；三是想做到差异化，数据和算法到底扮演着什么样的角色。qWoednc

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ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源qWoednc

TWS耳机——卷中卷

何源认为，可穿戴耳机非常内卷，从研发到销售到市场营销，甚至在深圳华强北，有些白牌市场已经非常火爆。先看几个数字，从2017年开始，可穿戴耳机增长量非常大；在很多因素影响下，2021年增速开始变缓；2022年可能全球市场出货量会往下调。qWoednc

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就目前来看，可穿戴耳机和十几年前的手机市场很像，品牌市场占领主力。这也是一个信号，这个市场基本上可以认为是稳定成熟的。qWoednc

可穿戴耳机的四大消费地区：中国、印度、欧洲和美国。近两个季度来看，有一个很明显的特征，欧美地区量都有些许下滑；中国基本不变；印度增长非常快。也就是说，现在市场的主力是在往亚洲/东亚转移，欧美相对来说市场也差不多快饱和了。qWoednc

VR——方兴未艾

再看VR设备，这个市场方兴未艾。其实在2020年之前，VR市场很平，没有什么大的波澜；直到2020年发生变化，2021年有一个突破性的进展，销量破千万台；2022年预计应该还会增长40%~50%。再往后看，相信在未来五年，VR市场年复合增长率可达40%以上。下图中列出了这个市场的主要玩家，中国和美国是VR/AR产业里的主流，还有两个例外：三星和索尼。qWoednc

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AR设备重在行业应用，不在娱乐。比如，目前有些工业上的培训或维护要做远程指导，在现场作业的工作人员可以通过AR设备去做很多操作。qWoednc

再看看它的数字。这个市场可以以500美金为一个档位，500美金以下（3500人民币以内）的，占97%的出货量。说明什么？第一，高端和中端市场远远没有成熟，不像电影《头号玩家》里面的那么酷，很多问题没有解决——时长、分辨率、眩晕、延时都没有搞定。第二是3000元以内的低端产品是市场主力。“我自己就有一个AR。对我来讲，一个应用就是周末躺床上看电影，AR设备可以把一个显示屏投在我眼前，看显示器不用低着头，而且画质亮度都不错了。”何源指出，“VR主要的应用场景是游戏、娱乐、社交，元宇宙就在这里面，我第一次拿VR玩生化危机的时候觉得很震撼，所有的东西，包括交互，会有非常沉浸式的体验。”qWoednc

VR——趋势

作为人体可以直接接触的设备，AR/VR设备有很多想象的空间，比如加入很多传感器，应用各种算法，并做得足够轻量化。可以在佩戴过程中，利用大量传感器实时监测、记录和梳理看电影、玩游戏时是什么心理状态、健康状态，甚至提出专业建议。qWoednc

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“AR/VR设备很吃算力，所以其整个制程、工艺，都向着顶级节点发起进攻。现在市面上在售的AR/VR设备芯片制程都在5纳米甚至以下，这是算力和电池决定的，一定要做到非常高的制程，以提升续航。”何源表示。qWoednc

智能手表市场

智能手表行业是少有的在消费类市场里还能保持稳步上升的。从2020年到2021、2022年，总出货量呈两位数增长，品牌占比也有所增长，和三五年前正在变成熟过程中的耳机市场很像。qWoednc

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有意思的是，中国地区占了智能手表市场当之无愧的头号份额，有28%。就全球份额来看，欧洲、美国在下降，印度在上升，中国在上升且市场份额最大。所以，国人对手表包括对健康的领域关注程度很高。qWoednc

“大家知道，ADI也是刚刚收购了美信，美信和ADI在消费、可穿戴等方面是很大的玩家。基于原有产品，包括中国产品线做的一些产品，已经成功应用于一些很大的巨头里面，这都是从中国做的定义，然后卖到全球去的案例。”何源说。qWoednc

“贝索斯曾经说过一句话：很多人都在问未来十年会怎么变化，但很少有人问未来十年什么不会变。从可穿戴产品来看，人类自身对于健康的追求是不变的，健康一定是大趋势。除了运动追踪，现在的手表可以测心率、血氧饱和率，甚至初级的情绪、压力、健康状态，以及测体脂率等等。包括人类五大健康指标，心率、血氧、血压、呼吸、体温，这些未来都会一一被可穿戴产品攻克。”何源进一步指出。qWoednc

“未来手表是和你接触最密切的设备，甚至比手机还要多。举个例子，今天晚上回家查看步数，你会更相信手表，而不是手机，因为手机会有脱离你的情况，但手表只要有电，就在忠实记录你的每一刻状态。”他补充说。qWoednc

“手表可能还会结合使用汽车等不同场景。在任何情况下，手表都可能会跟所处场景产生连接，而这个连接可以非常大地提高信息聚合的能力，进而解析出很多有用的信息。”qWoednc

何源指出，在选购智能手表过程中，续航是一个很大的影响因素。有意思的是，消费者既需要高算力，又需要长续航，但目前算力和电池的关系是一个矛盾体。qWoednc

“我们对产品性能，还有用户体验的追求是没有极限的。很多人认为利用光，智能手表可以检测心率，且不需要太好的信噪比，但事实上有很多研究机构想通过光的方式测血液里面的更多信息，比如测血糖、血常规的相关项目，甚至血液中异样的蛋白质等等，都可以通过光的方式去捕捉，这里面有很强的潜力和发展空间，所以多好都不算好。”qWoednc

可穿戴设备的定义远远不止上述设备。如果心脏不好去医院，医生会建议你戴一个测心电图的装置，背72小时，这算可穿戴；很多人出院了，出院都会戴一个RPM（远程监护），它也是可穿戴；包括行业手表，包括总工会、妇联组织，很多情况下需要监控相关人员的健康状态，尤其在矿井的含氧量，也是可穿戴设备。qWoednc

“举个例子，我有个同事睡觉打鼾，本来不是很大的事，但是他经常会出现白天记忆力很不好，很疲惫。于是去医院做了一个检测，结果让人震惊，他睡觉期间有一次连续130秒没有呼吸。这时候他的血氧饱和度已经很低了，可能会造成不可逆的伤害。大家不要觉得健康跟你不相关，其实每时每刻都很重要。”何源举例说。qWoednc

再就是不同的平台。例如手表可能有两个发展趋势，第一个是往重型发展，可能会上很复杂的芯片，复杂的算法。这有个弊端，就是续航做不了很强，但功能很强大，可以通话、拍照等，它是个小手机。还有一种方式就是不要上复杂的系统，可能会上一个小的操作系统，直接接一个嵌入式的单片机，它掌管所有的东西。好处是，第一，续航可以做很长，我手上可以戴21天不充电。第二，它可以通过手机做通话信息的拦截，而且成本很低。“目前在国外是重型的手表，小手机卖得很好，他们喜欢这种。在国内是反过来的，大家喜欢轻型的手表。”何源说。qWoednc

当前人体运动状态概况

刚才说了这么多，都是跟健康相关的功能。下面针对健康这个话题做个展开。qWoednc

据中国健康城市白皮书调查，35岁到65岁之间的人群，正在成为慢性病的大军。什么样的慢性病呢？听上去好像很常见，但是危害很大，比如肥胖、超重、血脂异常、脂肪肝…这些病症有两个趋势：第一，它们最近在这些人群中的发病率呈明显的上升趋势；第二，发病的人群年龄呈现年轻化。不过这些慢性病或多或少都有一些症状提前显示出来。我们可以对这些亚健康状态进行监测，做到提早发现，及时治疗。这个时候每个人拥有一块有健康检测功能的手表就很必要了。qWoednc

接下来关于运动。世卫组织强调，成年人每周至少从事150分钟的中等运动强度，或者75分钟高强度运动。低于这个值可以认为活动不足，这会大大地增加器质性疾病的发病率，心血管疾病是全球致死率疾病的首位。据统计，全球有14亿人活动不足，都有这样的风险。qWoednc

当前人体健康状态概况

“所以什么时候关注自己的健康都不算晚。怎么样能够拿到自己身体的可靠数据？首先要有一个设备，能够24小时跟着你；第二，这个设备要足够靠谱。怎么叫靠谱呢？就是要利用数据和算法。”何源解释说，“如果把这件事比喻成一道美味，数据就是食材。巧妇难为无米之炊，要做一道美味，首先要有上好的食材，数据不能错，这是源头。如果诊断你的疾病源头都有问题，整个事情都没有意义了。算法就是厨艺。拿到好的数据之后，食材不能直接吃，要有精湛的厨艺呈现。这两个加在一起，就是硬件算法要好，软件算法要跟得上。像手表这样的产品，如果想两者兼备，真的是‘螺蛳壳里做道场’。”qWoednc

可穿戴设备，该如何获取准确、有效的可靠数据？

在医院里心电仪检测的环境是很理想的，而可穿戴产品领域对电子设备的要求比医院还要高。在医院里面做测试的时候，首先环境很适当，温度、适度、配合程度都很好；第二状态稳定，如果测心电图甚至会拿夹子夹上；第三时间充足，不会催医生快点给你看图，你会耐心地等待他给你读图；再有采集的数据会有专门的设备做存储。qWoednc

但如果把这套东西搬到手腕上就会产生很多问题。首先手表戴得是否牢固？不一定；再有很多电磁干扰，对可穿戴设备都是不利的。qWoednc

ADI芯片的价值，如何解决当下的难题？

自1965年成立以来，ADI一直都专注于混合信号处理等技术。在数据转换、模拟/数字信号处理上都有很深厚的积淀，这使得ADI芯片和方案可以在最大程度上从系统层面解决上面说的这些问题。qWoednc

更值得一提的是，为了更好地服务于本土客户，ADI成立了中国产品事业部，全链条本土化设计、开发、支持，具备技术、服务和供应多重优势，能提供24小时响应，包括在行业资源、经验上，ADI也可以提供指导，助力厂家打造差异化的产品，而且具备了量产成本。从2020年成立第一代ADPD4XXX，到现在2022年已经量产的ADPD6000，未来还会有更多方案的落地，并在很多领域做不同程度的加强。qWoednc

为可穿戴健康而生的AFE

ADI的传感器模拟前端可分为两大部分：一是光路部分。血管的收缩膨胀会有变化，对反射光采集信息做判断，可用于采集心率信息。这个部分极具难度，因为每个人胖瘦不同，手表佩戴的松紧不同，肤色不同，包括体毛、纹身、伤疤等因素都能影响采集精准度。ADI在模拟领域深耕近60年，提供极高的信噪比，保证信号质量和可测覆盖度；在不同情况下，比如漏光、环境光的干扰、动态光的伪像，ADI也提供一整套方案进行动态干扰抑制，可适配更多的环境、测试状态；ADI还提供稳定的算法，自适应的算法，应用机器学习的理论。qWoednc

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在电极部分也面临很多挑战，比如寒冷的冬季皮肤比较干燥，大龄用户皮肤比较松弛…这些情况下其实测不到结果。ADI提供可靠、稳定、成熟的专业级架构技术和独有的专利技术，可保证阻抗的测量精度，适配更多应用场景，对复杂的外部变量几乎免疫，适用于心电测量、体脂测量。qWoednc

在理想的实验室情况下，阻抗数据把控会有很好的表现，但这些根本就不值得参考，因为它不代表真实情况。实际上手后，每个人接触的状态不一样，由于用户的操作带来的误差会很大，而且是大概率会发生的。利用ADI的独有专利架构，就可以把误差去到非常小。qWoednc

系统级评估板及手表方案

ADI还提供开发的板极支持，包括软件、硬件、算法，都可以在ADI官网获取，甚至可以根据用户不同的需求做定制化的开发。qWoednc

总而言之，ADI就是用专业把专业变得更专业的公司，何源总结说。qWoednc