梁麗君 胡 瑤 劉 皓 李曉久 李 津

天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院(中國(guó))

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可穿戴設(shè)備的現(xiàn)狀及展望

梁麗君 胡 瑤 劉 皓 李曉久 李 津

天津工業(yè)大學(xué) 紡織學(xué)院(中國(guó))

介紹了可穿戴設(shè)備的定義、分類(lèi)、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析了智能手表、智能服裝和醫(yī)學(xué)級(jí)可穿戴設(shè)備的發(fā)展前景，對(duì)可穿戴設(shè)備發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析說(shuō)明。

智能手表；智能服裝；醫(yī)學(xué)級(jí)可穿戴設(shè)備

可穿戴設(shè)備即為可以穿在身上的設(shè)備，更確切地說(shuō)是將設(shè)備整合到服裝或配件中而具有某種特殊功能的便攜式設(shè)備?？纱┐髟O(shè)備不僅是一種硬件設(shè)備，而且還綜合運(yùn)用了軟件、數(shù)據(jù)處理、觸感技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)特定功能。英國(guó)領(lǐng)英公司(IDTechEx)的報(bào)告指出，2016年可穿戴設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)300億美元，2026年將達(dá)1 500億美元[1]，可以想象可穿戴設(shè)備在未來(lái)的普及將令人們的生活產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)變。

可穿戴設(shè)備行業(yè)門(mén)類(lèi)眾多，主要有智能手環(huán)與手表、健康追蹤設(shè)備、智能眼鏡、智能服裝及醫(yī)療設(shè)備等。易操作性是對(duì)可穿戴設(shè)備的基本要求，智能化則是可穿戴設(shè)備發(fā)展的大趨勢(shì)，在智能生活的大環(huán)境下，智能穿戴尤為重要。目前市場(chǎng)上的智能眼鏡和運(yùn)動(dòng)手環(huán)等，還只是可穿戴設(shè)備時(shí)代到來(lái)的序幕。

1 可穿戴設(shè)備新動(dòng)向

1.1 智能手表欲攻下市場(chǎng)

談及智能手表就不得不提到智能手環(huán)。2015年可謂是智能手環(huán)搶占市場(chǎng)的輝煌之年。智能手環(huán)主要以運(yùn)動(dòng)健康為主導(dǎo)，但卻也始終局限于計(jì)步、騎行、睡眠記錄、運(yùn)動(dòng)提醒等運(yùn)動(dòng)健康類(lèi)功能。國(guó)際數(shù)據(jù)公司(IDC)預(yù)測(cè)，智能手環(huán)未來(lái)5年的年復(fù)合增長(zhǎng)率僅為4.3%，而未來(lái)5年智能手表的這一數(shù)值將達(dá)27.8%[2]。究其原因，不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在很多手環(huán)都安裝了屏幕，越來(lái)越趨向于手表，而手環(huán)早期只是一種裝飾品，并不具備實(shí)用功能，現(xiàn)配以某些傳感器才使其地位迅速攀升。但目前智能手環(huán)的消費(fèi)者主要是一部分沒(méi)有良好運(yùn)動(dòng)習(xí)慣的群體，改變一個(gè)人的習(xí)慣是有一定難度的，因而產(chǎn)品缺乏必要的用戶(hù)黏性。智能手環(huán)未來(lái)的發(fā)展方向是功能拓展和款式革新，這必將導(dǎo)致智能手環(huán)與智能手表界限的模糊。

雖然手腕是可穿戴設(shè)備與人體接觸的最佳位置，但智能手表若要搶占市場(chǎng)同樣面臨著重重困難。當(dāng)今社會(huì)，手表已成為裝飾、時(shí)尚、身份和收藏的代表，強(qiáng)調(diào)的是機(jī)械、手工藝和設(shè)計(jì)感，而增加電子元件會(huì)使手表顯得廉價(jià)，這也是目前傳統(tǒng)手表廠(chǎng)商不涉足智能手表的重要原因。目前市場(chǎng)上蘋(píng)果Apple Watch、三星Gear系列、華為watch、 MOTO 360等智能手表的銷(xiāo)量遠(yuǎn)不及小米手環(huán)的銷(xiāo)量，最大的問(wèn)題是用戶(hù)體驗(yàn)感較差。筆者以為，企業(yè)最應(yīng)該做的是向喬布斯學(xué)習(xí)如何去繁就簡(jiǎn)，使用戶(hù)不必再學(xué)習(xí)如何觸及、滑動(dòng)，也不必為電量擔(dān)憂(yōu)，更不必在使用過(guò)程中耗費(fèi)過(guò)多的時(shí)間。

盡管智能手表正面臨種種不確定因素，但它仍將成為未來(lái)幾年用戶(hù)最樂(lè)意消費(fèi)的可穿戴設(shè)備。智能手表時(shí)尚化是成功的關(guān)鍵，而與之配套的微型芯片、電池和傳感器是必要條件。谷歌針對(duì)智能手表開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)Android Wear的面世，定將重新帶來(lái)智能手表的推陳出新。

1.2 智能服裝將為大勢(shì)所趨

智能服裝是將衣服、帽子、鞋及腰帶等服裝類(lèi)產(chǎn)品與智能技術(shù)結(jié)合所形成的一種高科技產(chǎn)品[3]。如Mino公司推出的一款嬰兒連體衣(圖1)，是將英特爾 Edison 芯片隱藏在綠色可拆卸的塑料烏龜內(nèi)，同時(shí)設(shè)計(jì)服裝圖案，使之與烏龜協(xié)調(diào)，這無(wú)疑是電子元件與服裝柔性結(jié)合的一個(gè)很好的例子。嬰兒穿著該連體衣后,家長(zhǎng)便可通過(guò)IOS或Android應(yīng)用,監(jiān)測(cè)嬰兒的心電信號(hào)、呼吸頻率及體溫等體征數(shù)據(jù)[4]。

圖1 智能嬰兒連體衣(Mino公司)

智能服裝實(shí)現(xiàn)自身智能化的途徑有兩種：一種是運(yùn)用形狀記憶材料、相變材料、變色材料或刺激-反應(yīng)水凝膠等智能服裝材料；另一種是將導(dǎo)電材料、柔性傳感器、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和電源等信息技術(shù)與微電子技術(shù)融入人們?nèi)粘４┲姆b中[4]。長(zhǎng)期以來(lái)，困擾智能服裝的問(wèn)題是低電池容量、電子設(shè)備的高能耗和柔性傳感器(尤其是高精度和高穩(wěn)定性柔性傳感器)的缺乏。隨著電子技術(shù)、材料技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，各國(guó)科技投入力度的逐年加大，柔性傳感器技術(shù)和柔性材料微納米加工技術(shù)快速發(fā)展，智能服裝將有望突破技術(shù)瓶頸，擁有巨大的市場(chǎng)潛力。

智能服裝的發(fā)展能夠提升紡織服裝行業(yè)的科技水平，使服裝行業(yè)由勞動(dòng)密集型行業(yè)向技術(shù)密集型行業(yè)轉(zhuǎn)變，提高服裝的附加值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在未來(lái)的健康監(jiān)控、醫(yī)療護(hù)理和娛樂(lè)體驗(yàn)等領(lǐng)域中，智能服裝具有巨大的市場(chǎng)潛力，勢(shì)必帶動(dòng)與之相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展。在人口嚴(yán)重老齡化和心血管病人日益增多的背景下，智能服裝的研發(fā)和推廣具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.3 醫(yī)學(xué)級(jí)可穿戴設(shè)備興起

目前市場(chǎng)上的可穿戴設(shè)備總體而言存在“淺體驗(yàn)、弱價(jià)值、小范圍應(yīng)用”[2]的弊端，可穿戴設(shè)備醫(yī)學(xué)化發(fā)展成了眾望所歸。醫(yī)學(xué)級(jí)可穿戴設(shè)備可以連接醫(yī)生、患者和云端等各方主體，一旦將其運(yùn)用于醫(yī)學(xué)臨床，定能切實(shí)有效地緩解患者病痛，同時(shí)還能收集患者的病理數(shù)據(jù)，便于疾病預(yù)防和危險(xiǎn)情況下的就近治療。

醫(yī)學(xué)級(jí)可穿戴設(shè)備在研發(fā)中應(yīng)注重突破單病種、單人群、單地域等問(wèn)題，以快速切入移動(dòng)醫(yī)療新生態(tài)，同時(shí)需加快云端建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、信息共享和云端對(duì)接，連接專(zhuān)家醫(yī)生，提供專(zhuān)業(yè)的醫(yī)學(xué)支持和技術(shù)服務(wù)，建設(shè)專(zhuān)業(yè)化的醫(yī)學(xué)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，尤其需持續(xù)監(jiān)測(cè)用戶(hù)生理變化，不斷提升診斷的精確度，提高遠(yuǎn)程診斷的價(jià)值。

2 可穿戴設(shè)備的發(fā)展

可穿戴設(shè)備發(fā)展面臨的瓶頸主要有3個(gè)：各類(lèi)可穿戴設(shè)備操作系統(tǒng)不統(tǒng)一，難以形成規(guī)模效應(yīng)；可穿戴設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)分離，需要二次消費(fèi)；產(chǎn)品同質(zhì)化問(wèn)題嚴(yán)重，功能趨同，功能服務(wù)拓展欠佳。因些，未來(lái)可穿戴設(shè)備的發(fā)展應(yīng)特別關(guān)注以下幾方面。

2.1 融合物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)即為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，將可穿戴設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)相融合是占領(lǐng)市場(chǎng)的有利手段。隨著智能家居、智能汽車(chē)的普及化，可穿戴設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)的融合更為重要，逐漸發(fā)展后的可穿戴設(shè)備可實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的部分功能，利用可穿戴設(shè)備將可操控越來(lái)越多的智能產(chǎn)品。

2.2 時(shí)尚化發(fā)展

目前面世的可穿戴設(shè)備的外觀一般都差強(qiáng)人意，外觀設(shè)計(jì)已成為可穿戴產(chǎn)品難以普及化的重要因素。不少知名時(shí)尚品牌雖然看到該領(lǐng)域的巨大商機(jī)，但卻苦于缺乏相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備，便將目標(biāo)定在與相關(guān)廠(chǎng)商的合作上，英特爾和谷歌公司成為它們合作的首選?？纱┐髟O(shè)備未來(lái)必將更加注重產(chǎn)品的質(zhì)量與外觀，甚至私人定制也將成為可能，而最新的科技成果還需與傳統(tǒng)服裝服飾進(jìn)行合理融合，以制造出更符合時(shí)代潮流的新興產(chǎn)品。

2.3 信息精確化

可穿戴設(shè)備的精確度是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，目前產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和解讀能力仍然是廠(chǎng)商亟待解決的難題。但隨著傳感技術(shù)的不斷提升，可穿戴設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)將更加可靠，經(jīng)過(guò)精密計(jì)算傳輸?shù)男畔⒈貙⒏鼮檎_，這些信息在云端儲(chǔ)存后，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析便可以為消費(fèi)者提供更有針對(duì)性的服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

可穿戴設(shè)備與智能硬件形影不離，智能硬件漏洞涉及的安全問(wèn)題不得不引起人們的重視。目前可穿戴設(shè)備往往涉及用戶(hù)的位置信息和個(gè)人數(shù)據(jù)信息等敏感信息，這為黑客帶來(lái)了更多可竊取的信息?？纱┐髟O(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展是一把雙刃劍，它既可便利生活、

解決生活中的切實(shí)問(wèn)題，又可為不法分子所利用，危害個(gè)人安全。若要迎接真正智能化的新時(shí)代，可穿戴設(shè)備中涉及的硬件安全問(wèn)題則是生產(chǎn)廠(chǎng)商急需解決的首要問(wèn)題。

伴隨著可穿戴設(shè)備的發(fā)展，產(chǎn)品將更加實(shí)用，使用更為便利，每一種可穿戴產(chǎn)品即為一種綜合的、完整的服務(wù)。與以往單一的功能不同，功能整合后的產(chǎn)品能夠帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗(yàn)，高性?xún)r(jià)比也會(huì)增加用戶(hù)對(duì)可穿戴設(shè)備的依賴(lài)性?？纱┐髟O(shè)備也將逐漸成為生活的必需品，必將迎來(lái)屬于它的新時(shí)代。

[1] 新浪手機(jī).規(guī)模達(dá)到1 500億美元 10年后智能穿戴式市場(chǎng)的規(guī)模將擴(kuò)大5倍[EB/OL].可穿戴設(shè)備網(wǎng).[2016-07-12]. http://wearable.ofweek.com/2016-07/ART-12004-5006-30008103.html.

[2] Evan Li.智能手表攻下市場(chǎng)指日可待，手環(huán)何去何從？[EB/OL].國(guó)際電子商情.[2016-07-05]. http://www.esmchina.com/news/article/201607050099.

[3] 吳茂林.2016年智能可穿戴式設(shè)備的那些事兒[J].特別報(bào)道,2016(1):60-61.

[4] Admin. Mino嬰兒智能連體衣 可防寶寶猝死 售價(jià)199美元[EB/OL].智能硬件.[2015-05-22]. http://www.aihaoqi.com/article-2240-1.html.

[5] 周路菡.智能服裝大踏步而來(lái)[J].新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2015(8):24-28.

Present situation and prospect of wearable devices

LiangLijun,HuYao,LiuHao,LiXiaojiu,LiJin

DepartmentofTextiles,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin/China

The wearable device’s definition, classification, development status and trend were introduced. The development prospects of smart watches, smart clothing and medical wearable device were analyzed， and the key issues should be paid attention to in wearable device’s development were analyzed and described.

smart watch; smart clothing; medical wearable device

1. 國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51473122)；

2. 中國(guó)博士后科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目(2016M591390)。