复合传感元件 升级服务应用价值
苹果(Apple)与微软(Microsoft)等业者为了抢占穿戴式应用市场,不仅发布新颖穿戴式产品、嵌入式操作系统,更将竞争触角延伸布局至云端服务、健康监控应用等加值服务,透过穿戴嵌入式应用系统、复合型传感解决方案、健康云服务等核心应用,强化各自经营的穿戴应用生态系市场竞争实力。
新一代穿戴式产品多半已整合多元复合传感元件、新一代嵌入式系统架构、并搭配其对应健康云服务机制,也为穿戴式智能应用建立全新技术整合标竿。如Microsoft Band、Apple Watch等,都不约而同地导入传感精密度更高的生物特徵传感元件或机制,如UV(Ultraviolet ray)光传感、压力、心律传感器等重点传感元件。
虽然生物特徵传感效果与医疗级健康数据监控技术仍有段差距,但相较初代智能手环、手表仅具备加速度计等简略传感元件架构,在传感技术技术与应用,已可看到大幅技术跃进的具体成果。
而在新款穿戴应用有志一同加强健身管理、智能助理加值应用,同时透过全新嵌入式系统、处理架构与延伸云服务时,亦带动新一波穿戴装置传感器设计热潮。
检视新一代穿戴式装置的互动特性与人机界面技术,主要为涵盖触控、语音、复合传感机制、眼球追踪、手势识别等人机互动技术,尤其是MEMS(Microelectromechanical Systems)传感元件技术,在整合穿戴应用上趋向使用更先进的多元复合传感元件协同传感,如整合加速度计、磁力计、陀螺仪等复合传感元件,提供精度更高的传感能力,再藉由复合传感元件体积更小、更精密特性,延伸发展如手势识别人机互动机制,积极升级穿戴应用人机界面的设计方案。
2013至2014年的智能手环、智能手表,大多数只具备简单的加速度计传感器,用以记录、分析用户步行、甚至记录睡眠状态,这一类以智能手机配件概念设计的周边产品,一方面受限定价策略,售价不可能超越手机,整合的传感元件自然不会太好,低价化的策略也使得这类手环在功能性相对受限,仅能支持简单的运动记录、睡眠监测等初级应用。
所幸,为了吸引进阶用户目光,运动品牌、移动设备开发商甚至是软件?系统开发商,相继投入研发具健康状态监测、医疗生理照护等进阶用途的进阶型穿戴装置,搭载如压力计、温?湿度计、(UV)紫外线环境传感器、心率传感器、血氧传感器、血压甚至脑波状态等生物传感需求,也提升了穿戴装置的技术应用层次。
生物及环境传感 成为应用重点技术
在2015年CES(International Consumer Electronics Show)国际消费性电子展中,包括STMicroelectronics、Bosch Sensortec、Freescale等MEMS芯片商,皆已争相推出环境、生物传感器解决方案,如Bosch Sensortec即提出压力、温?湿度、气体传感器的传感套件整合方案,抢攻穿戴装置应用需求。
另在产品端,一线厂商已经陆续将进阶生物传感、环境传感器列入2015年的产品设计中,同时搭配更进阶的传感机制。
观察Microsoft Band、Apple Watch产品规格,在产品中已配置MEMS阵列式麦克风,透过进阶元件用以触发Cortana(Microsoft)、Siri(Apple)智能语音助理服务,改善移动设备的人机界面操作体验,新款智能设备也开始导入UV传感器、挥发性有机化合物气体传感器等进阶环境传感元件,提前提醒用户环境污染或户外紫外线问题,甚至新创智能设备还打算整合IR影像技术、热侦测等功能项目,由传感器功能端或是应用端搭配穿戴式装置或智能装置整合,已成为2015智能装置设备竞争的关键模式。
除传感器整合元件与技术跃升智能装置要角外,用以结合软?硬件发挥应用功效的穿戴式设备嵌入式系统,其重要度也越来越高!例如,Microsoft针对穿戴式应用发布Microsoft Health穿戴式操作系统,即计划结合云端运算提供更具价值的健身?健康信息,而2015年将推出的智能手环Microsoft Band,也是首款基于Microsoft Health穿戴式操作系统的智能设备产品。
有别于一般智能手环仅使用MCU搭配嵌入式系统建构应用的型态,Microsoft Health运算平台架构即包含面向消费者与服务业者应用的云端应用服务,同时Microsoft Health穿戴式操作系统可结合健康?健身数据搭配后台强大的数据分析资源,Microsoft Health对应的云服务架构也将针对主流移动设备系统进行优化,如Android、iOS也将提供Microsoft Health应用程序服务。
透过API与SDK整合 同步升级云应用
Microsoft Health系统可以透过穿戴装置整合的传感器,蒐集配戴者的运动或生理数据,透过多种传感器协同分析与记录用户的动态行为,记录如步行、站立、运动不同动态行为,搭配嵌入式系统更精密分析卡路里消耗、心搏速率等。
此外,配戴者还能将动态数据、日程管理、电子邮件、GPS卫星定位等信息搭配分析与整合,累积个人健身运动的大数据数据,再透过智能分析机制适时提供符合用户需求的分析建议。例如,在常规工作空档安排小量运动项目,或是针对个人饮食进行与运动行为搭配的饮食建议,或是透过系统大数据分析,检视工作量、频次与睡眠品质间的因果关系等,让使用者可以更清晰理解个人的身心灵是否处于健康状态,或是还有无改善空间。
Microsoft Health系统平台也提供完整App终端、应用程序界面API(Application Programming Interface),Microsoft Health云端服务系统亦提供智能终端装置的纪录数据云储存服务。同时新的装置设计可以应用Microsoft 10 Wrist-Worn传感模块,快速整合与实践与蒐集包含心跳、运动状态、GPS定位信息等传感信息的数据蒐集需求。
目前Jawbone、RunKeeper、MyFitnessPal、MapMyFitness等硬件商或是运动信息网络服务商,均已与Microsoft协议将在产品内支持Microsoft Health应用服务,透过API将硬件或服务延伸结合Microsoft Health、HealthVault平台,抢进更进阶的专业运动分析甚至是智能医疗应用服务市场。