蘋果三星看好的智能指環如何佈局?王國興:技術具備,用先發優勢打開國內高端局_風聞
量子位-量子位官方账号-01-26 17:36
衡宇 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
剛剛結束的卡塔爾世界盃上,一種最前沿的智能硬件獲得關注。
智能指環,被應用於監測和改善巴西隊國腳們的睡眠質量。
定睛看來,智能指環江湖裏,早就有一眾明星公司踏上爭奪“指環王”的道路。

蘋果、三星相繼公佈相關專利,業內頭號玩家芬蘭Oura Ring市場估值已有25.5億美元。
在國內,智能指環這條線上,玩家不少:
華為、騰訊、VIVO、OPPO等,還也有一位學院派科學家殺出重圍,以智能指環為旗艦產品進行創業。
他就是上海交通大學特聘教授、長江學者王國興及身後的玖智科技。
團隊研製的Ring Conn小小指環,依託低功耗生物信號採集芯片設計、生物信息處理算法等自主核心技術,能夠測量血壓、血氧等系列生命體徵。
帶着好奇心和探索欲,量子位找到王國興教授,就智能指環的技術與市場聊開去。
“工業界經驗不可或缺”
“現在的投融資,主要都是衝着我本人來的。”
王國興其人,有着響噹噹的名頭。
他是上海交通大學國家示範性微電子學院特聘教授,長江學者;曾擔任IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems主編(Editor-in-Chief),現為IEEE電路與系統分會的副主席(Vice President)。

2009年年底,王國興入職上海交大,用他自己的話説,是“從零到一”,創建了生物電路與系統實驗室。
實驗室的創立只是開始。十年積累,截至目前,實驗室7名教師、近100位學生,共在ISSCC頂會及期刊上發表200餘篇學術論文。
這次創業做RingConn,並不是王國興第一次踏入工業界的河流。
在入職上海交通大學之前,王國興清華研究生畢業時,先在深圳華為工作兩年之久。於UC聖克魯茲拿到博士學位後,又在硅谷輾轉,任職Agere Systems、Second Sight等公司。
Second Sight就職的3年時間內,他成為了世界首個商用人工視網膜假體芯片設計者。
具體而言,就是將外界的視覺信息傳遞到大腦,以此恢復盲人的視覺。

“這是我蠻引以為豪的一個項目,後來恢復了300多位盲人的視覺。”王國興介紹,人工視網膜假體芯片,就是在人眼內植入一款芯片,對視網膜上剩餘的神經元進行刺激,使其繼續工作。
前作帶來的社會意義和價值令王國興頗為自得,但絲毫沒有阻礙他更換職業規劃的腳步。
王國興笑稱自己一路漂泊,在每個地方呆的時間都不超過三年,直到2009年入職上海交大之後,他才開始體悟十年磨一劍的從教生涯,直到今天。
在一個崗位上連續工作“1萬小時”,能把工業工作經驗、人脈等積累,形成助力後續選擇的合力,我覺得這樣的人生是很幸運的。
他坦言,玖智科技離不開這十年裏的積累,也離不開此前在業界工作的經驗。
“在集成電路領域,工業界經驗非常重要,是不可或缺的一環。”王國興看來,局囿在學術界,欠缺性會很大。
目前看來,再次踏足工業界的確給王國興提供了更大的發揮空間。

至少在他自己看來,在產學研轉化方面的確如此。他介紹道,學校裏有的教授自己提出問題、自己找解決方案,以此為基礎發表論文,“但問題其實在實際過程中是不存在的”,意義和價值並不豐富。
這就不得不提到王國興此番創業的底氣,即技術本身。
一個是低功耗的電路設計,另一個是處理生命體徵信號的算法,並且都集中在生物醫療領域的應用。
據他所説,他創業,是想讓更多人用上這些技術。
關於RingConn
談到最引人關注的部分,也就是技術如何落地。
玖智科技的答案是智能指環。充足的“技術底氣”讓玖智科技在一年半時間內推出RingConn,並且已在海外眾籌平台Indiegogo面世。

再詳細一步追問,為什麼選擇做智能指環這個穿戴設備?
從外部環境來講,繼智能手錶/手環、主動降噪耳機後,智能穿戴設備已經卷向指間。
從內部條件來看,一部分是上海交大鼓勵教師將技術向產業轉化,提供了完善的創業機制。RingConn是王國興入職交大後,第一個完全負責的創業項目。王國興和團隊也很樂意看到技術逐漸演變成產品,這個過程“很有成就感”。
另一部分重中之重,則是前文提過的技術積累。
人體的幾大主要生命特徵,包括體温、呼吸、心率、血氧和血壓等。其中前4個都有可穿戴的解決方案,但在2015年王國興有想法要做血壓測量的可穿戴解決方案時,還沒有設備能夠做到。
後來者如華為智能手錶HUAWEI WATCH D,倒是能夠支持血壓測量,但依託的是手錶腕帶的微型氣泵、氣囊等結構,而非AI算法。

**△**HUAWEI WATCH D
玖智科技選擇了怎樣的技術實現途徑?
通過血液容積波信號PPG,可以檢測到血液流經組織的情況,做血壓監測,意味着要將原始的PPG信號和血壓數值對應,繼而通過間接方法計算出血壓。
實現此計算的算法模型不是一件簡單的事,但從理論上來説,這個方法可行。
2015年起,王國興和團隊進行探索,每年將新的成果發佈在國際頂會上。
2020年,團隊基本上做出了一個原型電路板,加上自研芯片後,可以在手指上測量信號,再將測量信號傳到平板上,最終在平板上計算出血壓等各種生命體徵。
“這幾乎就是在學校環境裏能做到的最大成果了。”王國興解釋了為何成立玖智科技,重新招兵買馬的原因之一。
身體任何一個有血液流經的部位都能測到PPG信號,最終選擇測量指間信號,是因為從額頭、耳垂,到胸部、手腕,再到腳踝、足部,團隊發現信號質量最好的前三位分別是耳垂、指尖、指腹,這三個部位能捕捉到細微的信號特徵。
根據人們對可穿戴設備的接受度和期望值,王國興和團隊將設備目標鎖定為戒指形態。

戒指小小一枚,除了要在這個體積很小的硬件內內植血壓測量算法外,要檢測各種生命體徵,低功耗也必不可少。
故而玖智科技自研了超低功耗高動態範圍血液動力學光電採集芯片,採用事件驅動自適應架構結合CMOS亞閾值設計,能夠實現微安級光電容積脈搏波信號採集。
相比市場上現有的同類商業芯片,該芯片功耗降低了90%。
而且RingConn能模擬反饋直流消除結合電流閉環控制片上算法,有效避免信號鏈路飽和問題,提升了信號動態範圍,能夠檢測到更微弱的信號。
雖然在校外成立公司,但這幾年該趟的坑不用再重蹈一次,王國興帶領玖智科技把技術路線進行了工程化優化,並提升可靠性,同時以打造商品的角度為目標,打磨軟件和硬件。
指環是否是智能穿戴設備下個藍海
上個月底,上線海外眾籌平台Indiegogo的RingConn,試水眾籌。截至目前,已有100萬美元銷售額,並拿到Top Ten Finds的第二位。
這枚初代產品,已經能實現24小時*7天的多模態、多指標、可持續的採集與監測。
強調的可持續正是RingConn的與眾不同之處。

以血氧監測為例,每5分鐘,RingConn都會自主檢測一次用户的血氧水平,而不是僅僅展示某一個時間段的平均血氧值。
連續、準確的血氧監測對許多疾病有預警作用,如阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合徵(OSAHS)。
部分鼾症人羣患有OSAHS,不僅會影響睡眠質量,長期以往,會因反覆缺氧引發難治性高血壓、腦卒中、冠心病等,甚至有猝死可能。
對OSAHS的診斷與分級,需要借用專業多導睡眠監測儀(PSG),目前只有大、中城市三級醫院或部分二級醫院有這個儀器並進行規範診斷和治療。
然而值得注意的是,如果把RingConn看成一個健康監護設備,無疑需要用户願意持續佩戴。
在客觀上,王國興和團隊讓指環本身儘可能重量更輕、厚度更薄,增加佩戴舒適感。
24小時*7天的續航時間,用户不必取取戴戴,讓夜間測量更為精準。
沒有顯示屏,僅能在智能手機上讀取監測數據,這樣的數據查看方式與當下智能穿戴設備的現實方式相左,或許會導致智能指環的現行接受度低於手環、手錶等。
但相比手環和手錶,智能指環能夠更好地採集血液容積波(PPG)等原始數據。
總體來説,舒適感(當然了,這個感受很主觀)、高續航和持續監測,或許能夠在其他方面彌補一二。
這側面反映了RingConn及其餘智能指環的目標羣體,是高收入健康監測需要者,而非一般的數碼愛好者。
也凸顯了RingConn初代產品初登場選擇在海外平台的原因:海外的智能指環市場已經被打開,環境相對成熟,用户接受度高,成長空間大。
也可以看到,作為智能穿戴設備的下個風口候選,智能指環市場面臨的競爭是激烈、殘酷的。
細分市場頭部玩家Oura Ring,預計今年銷售量為100萬枚。

**△**Oura Ring基礎款
穿戴設備行業龍頭Fitbit等積極佈局,已有用戒指監測佩戴者血氧飽和度、脈搏、血壓、血糖等指標的專利曝光。
就連蘋果、三星這樣的巨頭也來摻和一腳。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設備聯動。
羣雄逐鹿,要在這樣的市場環境中立足,令人頭疼的程度大概不比開發一個全新的算法容易。
於是,投融資的進度在加速,NFC等更貼近生活的實用性功能也在RingConn排隊等上線。
“我們之前還討論過根據藍牙信號強弱定位指環距離的功能,不過目前還沒有實現的打算。”
王國興側頭想了想,發出爽朗的笑聲:“未來倒是有做的可能,因為我自己經常掉耳機,哈哈!”