蘋果三星看好的智能指環(huán)如何布局？長(zhǎng)江學(xué)者王國(guó)興：技術(shù)具備，用先發(fā)優(yōu)勢(shì)打開國(guó)內(nèi)高端局

夢(mèng)晨 2023-01-26 14:29:17 來源：量子位

衡宇 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

剛剛結(jié)束的卡塔爾世界杯上，一種最前沿的智能硬件獲得關(guān)注。

智能指環(huán)，被應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和改善巴西隊(duì)國(guó)腳們的睡眠質(zhì)量。

定睛看來，智能指環(huán)江湖里，早就有一眾明星公司踏上爭(zhēng)奪“指環(huán)王”的道路。

蘋果、三星相繼公布相關(guān)專利，業(yè)內(nèi)頭號(hào)玩家芬蘭Oura Ring市場(chǎng)估值已有25.5億美元。

在國(guó)內(nèi)，智能指環(huán)這條線上，玩家不少：

華為、騰訊、VIVO、OPPO等，還也有一位學(xué)院派科學(xué)家殺出重圍，以智能指環(huán)為旗艦產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)業(yè)。

他就是上海交通大學(xué)特聘教授、長(zhǎng)江學(xué)者王國(guó)興及身后的玖智科技。

團(tuán)隊(duì)研制的Ring Conn小小指環(huán)，依托低功耗生物信號(hào)采集芯片設(shè)計(jì)、生物信息處理算法等自主核心技術(shù)，能夠測(cè)量血壓、血氧等系列生命體征。

帶著好奇心和探索欲，量子位找到王國(guó)興教授，就智能指環(huán)的技術(shù)與市場(chǎng)聊開去。

“工業(yè)界經(jīng)驗(yàn)不可或缺”

“現(xiàn)在的投融資，主要都是沖著我本人來的。”

王國(guó)興其人，有著響當(dāng)當(dāng)?shù)拿^。

他是上海交通大學(xué)國(guó)家示范性微電子學(xué)院特聘教授，長(zhǎng)江學(xué)者；曾擔(dān)任IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems主編（Editor-in-Chief），現(xiàn)為IEEE電路與系統(tǒng)分會(huì)的副主席（Vice President）。

2009年年底，王國(guó)興入職上海交大，用他自己的話說，是“從零到一”，創(chuàng)建了生物電路與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)立只是開始。十年積累，截至目前，實(shí)驗(yàn)室7名教師、近100位學(xué)生，共在ISSCC頂會(huì)及期刊上發(fā)表200余篇學(xué)術(shù)論文。

這次創(chuàng)業(yè)做RingConn，并不是王國(guó)興第一次踏入工業(yè)界的河流。

在入職上海交通大學(xué)之前，王國(guó)興清華研究生畢業(yè)時(shí)，先在深圳華為工作兩年之久。于UC圣克魯茲拿到博士學(xué)位后，又在硅谷輾轉(zhuǎn)，任職Agere Systems、Second Sight等公司。

Second Sight就職的3年時(shí)間內(nèi)，他成為了世界首個(gè)商用人工視網(wǎng)膜假體芯片設(shè)計(jì)者。

具體而言，就是將外界的視覺信息傳遞到大腦，以此恢復(fù)盲人的視覺。

“這是我蠻引以為豪的一個(gè)項(xiàng)目，后來恢復(fù)了300多位盲人的視覺?！蓖鯂?guó)興介紹，人工視網(wǎng)膜假體芯片，就是在人眼內(nèi)植入一款芯片，對(duì)視網(wǎng)膜上剩余的神經(jīng)元進(jìn)行刺激，使其繼續(xù)工作。

前作帶來的社會(huì)意義和價(jià)值令王國(guó)興頗為自得，但絲毫沒有阻礙他更換職業(yè)規(guī)劃的腳步。

王國(guó)興笑稱自己一路漂泊，在每個(gè)地方呆的時(shí)間都不超過三年，直到2009年入職上海交大之后，他才開始體悟十年磨一劍的從教生涯，直到今天。

在一個(gè)崗位上連續(xù)工作“1萬(wàn)小時(shí)”，能把工業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)、人脈等積累，形成助力后續(xù)選擇的合力，我覺得這樣的人生是很幸運(yùn)的。

他坦言，玖智科技離不開這十年里的積累，也離不開此前在業(yè)界工作的經(jīng)驗(yàn)。

“在集成電路領(lǐng)域，工業(yè)界經(jīng)驗(yàn)非常重要，是不可或缺的一環(huán)?！蓖鯂?guó)興看來，局囿在學(xué)術(shù)界，欠缺性會(huì)很大。

目前看來，再次踏足工業(yè)界的確給王國(guó)興提供了更大的發(fā)揮空間。

至少在他自己看來，在產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化方面的確如此。他介紹道，學(xué)校里有的教授自己提出問題、自己找解決方案，以此為基礎(chǔ)發(fā)表論文，“但問題其實(shí)在實(shí)際過程中是不存在的”，意義和價(jià)值并不豐富。

這就不得不提到王國(guó)興此番創(chuàng)業(yè)的底氣，即技術(shù)本身。

一個(gè)是低功耗的電路設(shè)計(jì)，另一個(gè)是處理生命體征信號(hào)的算法，并且都集中在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。

據(jù)他所說，他創(chuàng)業(yè)，是想讓更多人用上這些技術(shù)。

關(guān)于RingConn

談到最引人關(guān)注的部分，也就是技術(shù)如何落地。

玖智科技的答案是智能指環(huán)。充足的“技術(shù)底氣”讓玖智科技在一年半時(shí)間內(nèi)推出RingConn，并且已在海外眾籌平臺(tái)Indiegogo面世。

再詳細(xì)一步追問，為什么選擇做智能指環(huán)這個(gè)穿戴設(shè)備？

從外部環(huán)境來講，繼智能手表/手環(huán)、主動(dòng)降噪耳機(jī)后，智能穿戴設(shè)備已經(jīng)卷向指間。

從內(nèi)部條件來看，一部分是上海交大鼓勵(lì)教師將技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，提供了完善的創(chuàng)業(yè)機(jī)制。RingConn是王國(guó)興入職交大后，第一個(gè)完全負(fù)責(zé)的創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。王國(guó)興和團(tuán)隊(duì)也很樂意看到技術(shù)逐漸演變成產(chǎn)品，這個(gè)過程“很有成就感”。

另一部分重中之重，則是前文提過的技術(shù)積累。

人體的幾大主要生命特征，包括體溫、呼吸、心率、血氧和血壓等。其中前4個(gè)都有可穿戴的解決方案，但在2015年王國(guó)興有想法要做血壓測(cè)量的可穿戴解決方案時(shí)，還沒有設(shè)備能夠做到。

后來者如華為智能手表HUAWEI WATCH D，倒是能夠支持血壓測(cè)量，但依托的是手表腕帶的微型氣泵、氣囊等結(jié)構(gòu)，而非AI算法。

△HUAWEI WATCH D

玖智科技選擇了怎樣的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑？

通過血液容積波信號(hào)PPG，可以檢測(cè)到血液流經(jīng)組織的情況，做血壓監(jiān)測(cè)，意味著要將原始的PPG信號(hào)和血壓數(shù)值對(duì)應(yīng)，繼而通過間接方法計(jì)算出血壓。

實(shí)現(xiàn)此計(jì)算的算法模型不是一件簡(jiǎn)單的事，但從理論上來說，這個(gè)方法可行。

2015年起，王國(guó)興和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行探索，每年將新的成果發(fā)布在國(guó)際頂會(huì)上。

2020年，團(tuán)隊(duì)基本上做出了一個(gè)原型電路板，加上自研芯片后，可以在手指上測(cè)量信號(hào)，再將測(cè)量信號(hào)傳到平板上，最終在平板上計(jì)算出血壓等各種生命體征。

“這幾乎就是在學(xué)校環(huán)境里能做到的最大成果了。”王國(guó)興解釋了為何成立玖智科技，重新招兵買馬的原因之一。

身體任何一個(gè)有血液流經(jīng)的部位都能測(cè)到PPG信號(hào)，最終選擇測(cè)量指間信號(hào)，是因?yàn)閺念~頭、耳垂，到胸部、手腕，再到腳踝、足部，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量最好的前三位分別是耳垂、指尖、指腹，這三個(gè)部位能捕捉到細(xì)微的信號(hào)特征。

根據(jù)人們對(duì)可穿戴設(shè)備的接受度和期望值，王國(guó)興和團(tuán)隊(duì)將設(shè)備目標(biāo)鎖定為戒指形態(tài)。

戒指小小一枚，除了要在這個(gè)體積很小的硬件內(nèi)內(nèi)植血壓測(cè)量算法外，要檢測(cè)各種生命體征，低功耗也必不可少。

故而玖智科技自研了超低功耗高動(dòng)態(tài)范圍血液動(dòng)力學(xué)光電采集芯片，采用事件驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)架構(gòu)結(jié)合CMOS亞閾值設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)微安級(jí)光電容積脈搏波信號(hào)采集。

相比市場(chǎng)上現(xiàn)有的同類商業(yè)芯片，該芯片功耗降低了90%。

而且RingConn能模擬反饋直流消除結(jié)合電流閉環(huán)控制片上算法，有效避免信號(hào)鏈路飽和問題，提升了信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，能夠檢測(cè)到更微弱的信號(hào)。

雖然在校外成立公司，但這幾年該趟的坑不用再重蹈一次，王國(guó)興帶領(lǐng)玖智科技把技術(shù)路線進(jìn)行了工程化優(yōu)化，并提升可靠性，同時(shí)以打造商品的角度為目標(biāo)，打磨軟件和硬件。

指環(huán)是否是智能穿戴設(shè)備下個(gè)藍(lán)海

上個(gè)月底，上線海外眾籌平臺(tái)Indiegogo的RingConn，試水眾籌。截至目前，已有100萬(wàn)美元銷售額，并拿到Top Ten Finds的第二位。

這枚初代產(chǎn)品，已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)*7天的多模態(tài)、多指標(biāo)、可持續(xù)的采集與監(jiān)測(cè)。

強(qiáng)調(diào)的可持續(xù)正是RingConn的與眾不同之處。

以血氧監(jiān)測(cè)為例，每5分鐘，RingConn都會(huì)自主檢測(cè)一次用戶的血氧水平，而不是僅僅展示某一個(gè)時(shí)間段的平均血氧值。

連續(xù)、準(zhǔn)確的血氧監(jiān)測(cè)對(duì)許多疾病有預(yù)警作用，如阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（OSAHS）。

部分鼾癥人群患有OSAHS，不僅會(huì)影響睡眠質(zhì)量，長(zhǎng)期以往，會(huì)因反復(fù)缺氧引發(fā)難治性高血壓、腦卒中、冠心病等，甚至有猝死可能。

對(duì)OSAHS的診斷與分級(jí)，需要借用專業(yè)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀（PSG），目前只有大、中城市三級(jí)醫(yī)院或部分二級(jí)醫(yī)院有這個(gè)儀器并進(jìn)行規(guī)范診斷和治療。

然而值得注意的是，如果把RingConn看成一個(gè)健康監(jiān)護(hù)設(shè)備，無(wú)疑需要用戶愿意持續(xù)佩戴。

在客觀上，王國(guó)興和團(tuán)隊(duì)讓指環(huán)本身盡可能重量更輕、厚度更薄，增加佩戴舒適感。

24小時(shí)*7天的續(xù)航時(shí)間，用戶不必取取戴戴，讓夜間測(cè)量更為精準(zhǔn)。

沒有顯示屏，僅能在智能手機(jī)上讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)查看方式與當(dāng)下智能穿戴設(shè)備的現(xiàn)實(shí)方式相左，或許會(huì)導(dǎo)致智能指環(huán)的現(xiàn)行接受度低于手環(huán)、手表等。

但相比手環(huán)和手表，智能指環(huán)能夠更好地采集血液容積波（PPG）等原始數(shù)據(jù)。

總體來說，舒適感（當(dāng)然了，這個(gè)感受很主觀）、高續(xù)航和持續(xù)監(jiān)測(cè)，或許能夠在其他方面彌補(bǔ)一二。

這側(cè)面反映了RingConn及其余智能指環(huán)的目標(biāo)群體，是高收入健康監(jiān)測(cè)需要者，而非一般的數(shù)碼愛好者。

也凸顯了RingConn初代產(chǎn)品初登場(chǎng)選擇在海外平臺(tái)的原因：海外的智能指環(huán)市場(chǎng)已經(jīng)被打開，環(huán)境相對(duì)成熟，用戶接受度高，成長(zhǎng)空間大。

也可以看到，作為智能穿戴設(shè)備的下個(gè)風(fēng)口候選，智能指環(huán)市場(chǎng)面臨的競(jìng)爭(zhēng)是激烈、殘酷的。

細(xì)分市場(chǎng)頭部玩家Oura Ring，預(yù)計(jì)今年銷售量為100萬(wàn)枚。

△Oura Ring基礎(chǔ)款

穿戴設(shè)備行業(yè)龍頭Fitbit等積極布局，已有用戒指監(jiān)測(cè)佩戴者血氧飽和度、脈搏、血壓、血糖等指標(biāo)的專利曝光。

就連蘋果、三星這樣的巨頭也來?yè)胶鸵荒_。蘋果被曝光的專利顯示，其智能戒指帶有觸摸屏，可與周邊MR、XR設(shè)備聯(lián)動(dòng)。

群雄逐鹿，要在這樣的市場(chǎng)環(huán)境中立足，令人頭疼的程度大概不比開發(fā)一個(gè)全新的算法容易。

于是，投融資的進(jìn)度在加速，NFC等更貼近生活的實(shí)用性功能也在RingConn排隊(duì)等上線。

“我們之前還討論過根據(jù)藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)弱定位指環(huán)距離的功能，不過目前還沒有實(shí)現(xiàn)的打算?！?/p>

王國(guó)興側(cè)頭想了想，發(fā)出爽朗的笑聲：“未來倒是有做的可能，因?yàn)槲易约航?jīng)常掉耳機(jī)，哈哈！”

— 完 —

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