智能穿戴設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)探析

時(shí)偉偉+趙野軍

摘要：智能穿戴設(shè)備近幾年來發(fā)展迅速，已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)增長(zhǎng)快速的高科技市場(chǎng)之一，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。仔?xì)研究智能穿戴設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探析具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，本文先對(duì)智能穿戴設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究和分析，并對(duì)規(guī)模、技術(shù)和特點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，給出了一定的建議。

關(guān)鍵詞：智能穿戴設(shè)備；藍(lán)牙技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）15-0196-03

1 概述

隨著科技的高速發(fā)展，越來越多的智能穿戴設(shè)備被投放市場(chǎng)，在全球范圍內(nèi)快速增長(zhǎng)，并逐漸進(jìn)入大眾的視野，智能穿戴設(shè)備得到科技龍頭企業(yè)和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的青睞和投資。從谷歌公司開發(fā)的智能眼鏡到蘋果公司生產(chǎn)的智能手表，再到華為公司、小米公司開發(fā)的佩戴式、頭戴式的電子裝置，全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)風(fēng)生水起。面對(duì)琳瑯滿目的智能穿戴產(chǎn)品，本文仔細(xì)盤點(diǎn)了智能穿戴設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，為智能穿戴設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)提供預(yù)測(cè)依據(jù)。

2智能穿戴設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 智能穿戴設(shè)備的概念

智能穿戴設(shè)備是指綜合運(yùn)用各類識(shí)別、連接、傳感和云服務(wù)等交互及儲(chǔ)存技術(shù)，以代替手持設(shè)備或其他器械，實(shí)現(xiàn)用戶互動(dòng)交互、生活?yuàn)蕵?、人體監(jiān)測(cè)等功能的新型日常穿戴移動(dòng)智能終端。[1]根據(jù)穿戴部位的不同，可將智能穿戴設(shè)備分為智能手表類、智能手環(huán)類、智能眼鏡頭盔類、智能服裝類和智能鞋類等。下圖是一些常見的智能穿戴設(shè)備。

2.2 智能穿戴設(shè)備在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展

第一屆國(guó)際可穿戴計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議在1997年舉辦，從此智能穿戴技術(shù)被世界各層廣泛關(guān)注。2004年，歐盟委員會(huì)啟動(dòng)了歷時(shí)五年的 wearIT@work，這是迄今為止世界上最大的單項(xiàng)民用可穿戴計(jì)算研究項(xiàng)目[2]。美國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)、加拿大和日本等國(guó)也專門為此設(shè)立了實(shí)驗(yàn)室，各國(guó)的科技龍頭企業(yè)也紛紛試水，并取得了不俗的成績(jī)。在美國(guó)，谷歌生產(chǎn)了智能眼鏡、智能手表，蘋果生產(chǎn)了智能手表、Health Book，英特爾生產(chǎn)了可穿戴的Quark處理器及二代的Edison處理器，Lively生產(chǎn)了老年人健康芯片，sproutling生產(chǎn)了嬰兒智能腳環(huán)；韓國(guó)的三星生產(chǎn)了智能手表；法國(guó)Within生產(chǎn)了健康手環(huán)，加拿大的Recon生產(chǎn)了智能太陽鏡，OMSignal生產(chǎn)了智能T-short；日本的Telepathy生產(chǎn)了智能眼鏡等等數(shù)之不盡。

中國(guó)對(duì)于智能穿戴技術(shù)的研究始于上世紀(jì) 90年代，至今已與國(guó)際同步[3]。 我國(guó)企業(yè)加大了對(duì)智能穿戴設(shè)備市場(chǎng)的資金投入，也取得了可喜的成績(jī)。例如百度生產(chǎn)的咕咚手環(huán)、互愛科技的樂跑手環(huán)和小米公司的小米手環(huán)，百度還推出了Boom Band健康手環(huán)、MUMU血壓儀和Latin智能體質(zhì)測(cè)試儀；果殼電子生產(chǎn)了GEAK Watch，智器電子生產(chǎn)了Z-watch；映趣電子生產(chǎn)了in watch，樂嘉科技生產(chǎn)了Fashion Comm，華為公司生產(chǎn)了智能手表；寶寶樹生產(chǎn)了B-Smart；奇虎360生產(chǎn)了兒童衛(wèi)士。這些科技產(chǎn)品的出現(xiàn)大大縮小了我國(guó)與國(guó)際水平的差距，也在逐漸滿足用戶的個(gè)性化需求。

3 智能穿戴設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 市場(chǎng)接受度發(fā)展趨勢(shì)

谷歌眼鏡的出世大大刺激了智能穿戴設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展，根據(jù)2012年美國(guó)咨詢機(jī)構(gòu)BI Intelligence調(diào)查顯示，當(dāng)時(shí)僅僅有不到40%的消費(fèi)者知道智能穿戴設(shè)備，其余消費(fèi)者則不了解甚至從未聽聞，而2013年，超過50%的消費(fèi)者對(duì)健康監(jiān)測(cè)和健身追蹤類型的智能穿戴設(shè)備有濃厚興趣，40%的消費(fèi)者對(duì)智能醫(yī)療設(shè)備很感興趣[4]。另外根據(jù)2014年4月賽迪智庫(kù)的數(shù)據(jù)顯示，IMS預(yù)測(cè)2016年智能穿戴設(shè)備在全球的銷售額將達(dá)到60億美元；Technalysis Research預(yù)測(cè)2018年智能穿戴設(shè)備的出貨量將達(dá)到7050萬部，創(chuàng)造營(yíng)收117億美元，IDC預(yù)測(cè)在2018年將達(dá)到1.119億部，BI Intelligence預(yù)測(cè)是3億部，銷售額將超過120億美元，ABI Research則預(yù)測(cè)是4.85億臺(tái)，銷售額將達(dá)到190億美金。這些研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)雖然參差不一，但充分說明了智能穿戴設(shè)備具有巨大的潛力，是一個(gè)有發(fā)展前景的市場(chǎng)。

3.2 科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

眾所周知，智能穿戴設(shè)備除了需要具有一定的檢測(cè)功能、儲(chǔ)蓄功能、傳輸數(shù)據(jù)功能和分析功能外，還要兼顧設(shè)備的體積大小、用戶體驗(yàn)、穿戴舒適性以及功耗低等一系列問題，這些功能的實(shí)現(xiàn)需要用到傳感器技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、電池技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和人體工程學(xué)技術(shù)等多種復(fù)雜技術(shù)。

1）傳感器技術(shù) 現(xiàn)在市面上的傳感器正在向體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、穩(wěn)定性好等方向發(fā)展，種類也逐漸豐富，有環(huán)境感知類、運(yùn)動(dòng)感知類和生理參數(shù)監(jiān)測(cè)類等多種傳感器[5]。環(huán)境感知類主要用于感知周圍環(huán)境的參數(shù)變化，比如常見的PH傳感器，氣壓傳感器、溫濕度傳感器、光感傳感器和紫外線傳感器等。運(yùn)動(dòng)感知類主要是通過加速度計(jì)和陀螺儀等來感知用戶的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和睡眠質(zhì)量，并通過APP等顯示出來從而警醒和提示用戶。生理參數(shù)監(jiān)測(cè)類主要用于醫(yī)療健康研究，監(jiān)測(cè)用戶的血糖、血氧飽和度、心率和血壓等具有醫(yī)療價(jià)值的生理參數(shù)[6]。最常見的當(dāng)屬心率傳感，蘋果的Apple Watch、三星的Gear S等智能手表以及Nymi和Mio Fuse等智能手環(huán)，可以檢測(cè)用戶的心率狀態(tài)。

2）無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù) 目前我們常用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)主要有無線局域網(wǎng)技術(shù)、ZigBee技術(shù)和BLE技術(shù)。無線局域網(wǎng)是一種利用無線方式，提供無線對(duì)等（如 PC 對(duì) PC、PC 對(duì)集線器或打印機(jī)對(duì)集線器）和點(diǎn)到點(diǎn)（如 LAN 到LAN）連接性的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。[7]WIFI的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度高達(dá)11Mbps，有效距離長(zhǎng)，可靠性高，但是功耗較大。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低速率、低功耗、低復(fù)雜度、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，因?yàn)閭鬏斁嚯x短，傳輸速率不高，適用范圍受到一定限制。藍(lán)牙是一種可以為便攜通訊設(shè)備提供成本少、功耗低、體積小的嵌入式無線通訊方案的技術(shù)，將寫入藍(lán)牙程序的微芯片嵌入移動(dòng)終端如移動(dòng)電話、掌上電腦中，設(shè)備之間就可以進(jìn)行無線連接[8]?！八{(lán)牙”技術(shù)已取代現(xiàn)有的短距離無線通訊方式，成為性能最好、價(jià)格最低的一種新型短距離無線通訊方式，具有統(tǒng)一的全球標(biāo)準(zhǔn)，互操作性強(qiáng)，可以方便地實(shí)現(xiàn)快速、靈活、安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和語音通信，已成為實(shí)現(xiàn)智能穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)鏈接的較好選擇和主流方式。

3）電池技術(shù) 電池技術(shù)一直是智能穿戴設(shè)備的硬傷，功耗大小直接影響用戶體驗(yàn)。智能穿戴設(shè)備需要能夠長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，但是體積小質(zhì)量輕以及便攜性等特點(diǎn)限制了電池的容量和大小。小米公司最近生產(chǎn)的手環(huán)本身數(shù)據(jù)量不大，又采用低功耗藍(lán)牙4.0芯片、美國(guó)ADI運(yùn)動(dòng)傳感器，很好解決了功耗問題，一次完整充電后可以連續(xù)使用至少一個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了30天超長(zhǎng)續(xù)航?？茖W(xué)家們也在試圖研究利用人體自身化學(xué)反應(yīng)來給智能穿戴設(shè)備供電，這些研究都將推動(dòng)智能穿戴設(shè)備的發(fā)展。

4）人機(jī)交互技術(shù) 人機(jī)交互技術(shù)主要是為了提高用戶對(duì)智能穿戴設(shè)備的操作能力，改善交互體驗(yàn)感受。以前常見的交互方式有顯示屏、點(diǎn)觸等等。新型的交互技術(shù)包括手勢(shì)識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、體感識(shí)別技術(shù)、眼球識(shí)別技術(shù)、腦機(jī)接口技術(shù)等[9]。 隨著這些技術(shù)的發(fā)展和完善，智能穿戴設(shè)備將會(huì)更加符合用戶的需求。

5）人體工程學(xué)技術(shù) 人體工程學(xué)技術(shù)是為了使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加符合人體的要求，可以使產(chǎn)品更加舒適，穿戴性更強(qiáng)。人體工程學(xué)從人體出發(fā)，利用工業(yè)設(shè)計(jì)的方法達(dá)使產(chǎn)品與人更加統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的發(fā)展，在涉及設(shè)備的舒適性、美觀性和穿戴性時(shí)，這門技術(shù)發(fā)揮了重要作用。

3.3 產(chǎn)品特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能穿戴設(shè)備的形態(tài)將會(huì)向時(shí)尚、質(zhì)輕、便于攜帶等方向發(fā)展，功能將會(huì)向更加隱蔽、安全、快捷、方便的方向發(fā)展，互動(dòng)性將更加完善，從而滿足用戶的特定需求，并在健康、運(yùn)動(dòng)、安全和時(shí)尚領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)，使得用戶黏性度更高。

4 對(duì)于智能穿戴設(shè)備的發(fā)展建議

智能穿戴設(shè)備雖然緊跟國(guó)際潮流，滿足用戶的一些需求，但在實(shí)際使用中也暴露出不少問題。首先是產(chǎn)品外觀有待改進(jìn)。目前大多數(shù)智能穿戴設(shè)備的外觀設(shè)計(jì)并不能滿足消費(fèi)者的要求，有些產(chǎn)品對(duì)于年輕人來是大而笨重的，輕便易攜外觀精美才是他們的追求；然后是電池續(xù)航時(shí)間短。三星的Galaxy Gear正常只能使用一天，Google glass在視頻拍攝的模式下最多只能使用2小時(shí)，個(gè)別智能穿戴設(shè)備具有GPS定位功能，更是耗電量巨大。最后是產(chǎn)品安全性問題。產(chǎn)品越智能，信息的安全性就越不穩(wěn)定，智能產(chǎn)品很容易暴露個(gè)人隱私，這是非常重要的一點(diǎn)。除此之外，智能穿戴設(shè)備也存在一些小問題，比如數(shù)據(jù)不精確，產(chǎn)品指標(biāo)單一，客戶粘性差，用戶體驗(yàn)差，產(chǎn)品缺乏創(chuàng)意，價(jià)格昂貴等，都需要開發(fā)者去解決。智能穿戴設(shè)備具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ且粋€(gè)很有市場(chǎng)的項(xiàng)目，開發(fā)者需要掌握一定的科技知識(shí)，調(diào)查并了解消費(fèi)者的需求，這樣才能生產(chǎn)出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的更優(yōu)設(shè)備。

5 結(jié)束語

通過對(duì)智能穿戴設(shè)備的調(diào)查分析，本文為智能穿戴設(shè)備的研究提供了新的方向和依據(jù)，智能穿戴設(shè)備正在向小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和大眾化方向發(fā)展，這是一個(gè)擁有巨大潛力的新興市場(chǎng)，未來將有更多的智能穿戴設(shè)備問世，這將大大的便利和改善我們的生活，未來的社會(huì)將會(huì)逐漸向智能化方向高速發(fā)展！

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱婧.國(guó)內(nèi)外可穿戴行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)[J].廣州科技， 2015（14）：9-12.

[2] 馬克爾·勞，辛幸，邁克爾·布赫魯夫斯卡，等.可穿戴計(jì)算在歐洲——wear IT@work項(xiàng)目.中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊，2011.

[3] 曾惜.可穿戴技術(shù)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇[J].科技風(fēng).2014（4）：233-236.

[4] 耿怡，安暉，李揚(yáng)，等.可穿戴設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀和前景探析[J].電子科學(xué)技術(shù).2014.9（1）：238-245.

[5] 謝凌欽，石萍，蔡文杰.可穿戴式智能設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].生物醫(yī)學(xué)工程與臨床.2015.11（6）：635-640.

[6] Saravanakumar B， Soyoon S， Kim SJ. Self-powered pH sensor based on a flexible organic-inorganic hybrid composite nanogenerator [J]. ACS Appl Mater Interfaces， 2014， 6 （16）： 13716 -13723.

[7] 王洪峰，賈志軍，王曙光，等.藍(lán)牙技術(shù)及其應(yīng)用展望[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2002，22（1）：75-77.

[8]Bluetooth SIG. Specification of the Bluetooth System-Core[S].Version1.1 http：//www.bluetooth.com Feb.2001.

[9]孫效華，馮澤西. 可穿戴設(shè)備交互設(shè)計(jì)研究[J]. 裝飾，2014（2）：28-33.