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Maxim媒体聚焦 | “心”大战!生物体征量测带动穿戴裝置行业爆发成长,下一步能懂你的血汗

2018-12-04
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近期,Maxim Integrated 工业与医疗健康事业部执行业务经理Andrew Burt接受了DeepTech深科技的专访,分享了Maxim的生物体征测量技术以及最新推出的HSP 2.0开发平台。DeepTech副主编詹子娴从苹果公司最新发布的Apple Watch Series 4谈起,通过与Maxim发言人及华米创始人的深入对话,针对生物体征测量与可穿戴设备发展趋势进行了深入的探讨与全面的报道。今天我们对文章进行了转载,和大家一起分享。

日前国际上一则新闻引起了全球关注,华盛顿邮报特约记者 Jamal Khashoggi 进入沙特阿拉伯(Saudi Arabia)驻土耳其领事馆却再也没走出来,人离奇失踪后,当时外界却忙着寻找他的 Apple Watch,因为有助于解开谜团的数据或许就藏在智能手表里!像是心率、活动数据、位置定位,可以推敲他的生命状态,甚至还有人认为他可能开启了手表上的录音功能,把现场的录音档上传到 iCloud。不幸的是,后来证实 Jamal Khashoggi 已在馆内遭到分尸杀害。


智能穿戴装置有没有可能成为犯罪证据的来源,这件事目前仍存在许多争议,不过智能手环、手表记录用户的心率、GPS 位置已是普及的功能,今年 9 月苹果更进一步将心电图(ECG)量测功能放进了最新的 Apple Watch Series 4,并强调该监测软件通过美国食品药品管理局(FDA)认证。


小米生态系的华米不甘示弱,米创始人黄汪强调,AMAZFIT 米动健康手环也有 ECG 功能,可 24 小时实时监测心律失常(Arrhythmia),包括房颤(Atrial Fibrillation)等心脏健康问题。DT 君也接获消息,不久之后华米将推出一款通过“国家药品监督管理局”(NMPA),过去称为“国家食品药品监督管理总局”(CFDA),认证的 ECG 胸贴装置,搭配腕带就能变成手环使用,该胸贴装置是以硬件通过认证,与苹果为软件通过 FDA 有所不同。


位于硅谷的半导体公司 Maxim Integrated 在 Apple Watch Series 4 发表后不久,也释出了新版健康感测器平台 HSP 2.0,不仅可监测 ECG,还能够测量用户的体温,温度也是一个重要的生命体征,例如体温飙升可能代表着发炎。


在苹果吹响了这一场穿戴装置“心”战争的号角后,生物体征的侦测已成为行业最看好的功能及销售动能。


更多的生物体征:汗液、血压、血氧等


苹果让 Apple Watch Series 4 从运动健康的定位走向了预防医学,目前看来此战略颇为成功,Apple Watch Series 4 销售开出红盘,在美国处于缺货状态,负责生产的代工厂广达更是产能满载,预计得到 11 月底通路缺货问题才能获得纾解,但其实另一个更大的意义是教育市场,带动行业加大生物体征量测的投入,穿戴装置业者就认为,Apple Watch Series 4 问世后,不用解释太多,客户都知道什么是 ECG。


华米创始人黄汪也对 DT 君透露,小米手环在 2014 年 8 月对外开卖,一开始销量并没有想象中高,三个半月卖出 100 万支,但到了 2015 年 3 月苹果第一代 Apple Watch 正式开始发货,小米手环的销量一下子在那个月上到 100 万支。“相当于苹果帮大家带动了整个产业”。因此,他也看好 Apple Watch 4 为整体市场带来正面的带动效应,“医疗健康类的功能会是整个生态发展最快的重点”。


智能手表、手环从最初使用动作传感器(motion sensor)侦测手的摆动,并配合 GPS 定位,计算出用户行走的步数或是运动数据,例如跑步、骑自行车等。Maxim Integrated 工业与医疗健康事业部执行业务经理 Andrew Burt 接受 DT 君专访时进一步指出,智能穿戴装置是一项借重多传感器融合的产品”,为了获得更多生物体征,就得增加更多的传感器,在监测心率相关问题时,多搭配使用 ECG 传感器、光电容积描记(PPG)传感器,量体温则是靠温度传感器。


Maxim Integrated 腕戴式健康感测器平台的客户主要是 AI 算法公司、医疗实验室等,通过硬件收集的原始数据(raw data),开发 AI 健康医疗模型。Andrew Burt 指出,通过收集连续活动数据来实现预防医学是一种趋势。下一步的趋势是什么、还可能实现哪些生物体征的纪录?“我认为,第一个是汗液分析”,通过用户的汗可以了解身体中的含水量、盐含量,身体欠水与健康往往有关联,在身体缺水前就提醒用户应补充水分。


图|Maxim Integrated 工业与医疗健康事业部执行业务经理 Andrew Burt(图片来源:DT 君)


Andrew Burt 进一步指出,“另一个很有趣的趋势则是睡眠分析”,睡眠障碍是现代人常见的问题,睡眠不足同样对健康不利,目前进行睡眠分析必须到专业医疗机构,费用昂贵,“这块在商业价值有很大的潜力”。


图|Maxim Integrated 新版健康感测器平台 HSP 2.0,可监测 ECG,也能够测量用户的体温(图片来源:DT 君)


图|Maxim Integrated 腕戴式健康感测器平台为 B2B 销售,是记录生物体征的原始数据,且数据是掌握在用户自己手中,与消费级产品上传到业者云端服务器的模式不同(图片来源:DT 君)


黄汪则分析,“穿戴装置是人体数据收集的功能,这就是跟手机完全不一样的地方,手机传感器偏重动作感测及 GPS,并不是设计来量测人体数据的,这两个品类(指穿戴装置跟手机)差别越来越大”。


接下来三年还会有什么?“像是血压、血氧,再进一步可能就是血糖,但无创血糖检测特别难,会是最后一个。预计血压和血氧在 2020 年左右会成为业内最主流的功能,”他说。


如何通过国內监管机构认证?


但是,一般民众并不具备解读这些数据的能力,因此,穿戴装置想要成为预防疾病或早期发现疾病的工具,更重要的是与医疗机构的合作,通过专业医生的判读,才是达到真正的功效,因此,对于卖硬件的公司来说,真正的重点在于如何打通医疗服务,从取得 FDA、NMPA 等监管机关的认证、医生问诊、甚至到医保,但这也是困难所在。


要通过国家级医疗认证,得经历一段漫长的过程,目前 Apple Watch 4 的 ECG 功能只限于美国使用,主要就是因为苹果尚未取得其他国家监管单位的认证,国行版的 ECG 功能就被阉割,因此苹果除了得面对产品价格偏高的考验外,还得对国内穿戴式装置品牌在本地化服务跑得更快的挑战。


图|华米创始人黄汪(图片来源:华米)


想获得中国监管机构发出的 ECG 装置许可得经过哪些步骤?黄汪指出,首先,业者在中国必须有自己的工厂,医疗级产品必须在业者全资控制的工厂生产,“不能是第三方工厂”,因此华米就在合肥建立了自己的工厂,专门生产 医疗级别的产品。


第二个门槛是业者必须通过相应的二类医疗器械许可。通过流程一般需要 9~12 个月时间,延迟到 18 个月或 24 个月更是大有人在。华米通过与北京等地的数家权威医疗机构合作,让患者配戴装置进行临床实验。


此外,华米也跟美国、以色列的医院合作,像是正与斯坦福大学医学院专门合作睡眠监测,希望推动研究成果作为美国睡眠标准制定的参考,包括穿戴设备的精准度、如何评价睡眠质量等,后续将公开发布研究报告让所有人参考。


尽管未来苹果也可能有机会获得国内监管机构的许可,在当地开启 ECG 功能,但黄汪并不忧心,“它进来之后,其实还有很多事要做,怎么跟本地的医生进行合作,本地化服务合作,这个其实得花很多的时间和精力才能做好。”


掌握超过 5000 万用户数据,人体数据公司已成型


他的信心除了来自对手的服务不知何时才能在中国落地之外,更重要的是自家的医疗云服务已经成形。


华米的定位很明确,锁定两大领域,一是运动加体育,另一块就是健康加医疗,“本质上来说,华米是一家人体数据公司,人体的生物数据和活动数据”,截至今年 9 月初,小米手环用户已经超过 5000 万,再加上自有品牌 AMAZFIT 的手表、手环,累积收集的用户基数其实很大。


正因掌握了庞大的人体数据,让许多医疗机构很有兴趣合作,因为尽管是医院或医学研究院也很难在短时间内就掌握大量的人体数据,因此华米与医院合作,已经提供了实际的医疗服务,举例来说,米动健康 APP 具有 24 小时医疗专家服务,当用户有问题时可以跟医生互动及谘询,目前提供前 6 个月的免费服务,不限次使用。


另外,在拿到认证之前,华米产品的 EGC 功能就“做为一个消费级别的产品”供用户使用,通过这样的方式,现有几万人持续回传数据给华米,“在一周之内曾收到 50 万条关于心电图的数据”。发现大概有 2% 左右的用户有心脏问题。


除了上述免费试用服务外,用户也可以选择付费服务,并授权医生观看生物体征信息,医生就可以在后台看到用户的每一条心电图数据,当用户觉得心脏不舒服,只需要在 APP 上一键按下,该条心电图信息图就会立刻传送给医生,换算下来,一次收费大约是 1.9 元,费用是付给医生。黄汪透露,他们发现用户愿意付费的比例其实很高,“我们把付费功能放在 APP 里不显眼的地方,发现每天都有好几百人去点”,真的想了解的人就会进到那里面去,由医生帮你解读心电图呈现的意义。


图|米动健康 APP 的医疗云服务(图片来源:华米)


自己做芯片的背后盘算


华米靠着庞大的用户基础,累积的数据就成了华米最大的优势,代表着未来的营收来源有机会从硬件大幅转向服务,不过华米日前却宣布打造自有的穿戴装置 AI 芯片“黄山一号”,采用 RISC-V 开源指令集架构。


外界好奇的是既然华米已经打通了医疗云服务,可以说是跳脱了纯硬件公司的商业模式,为什么还要自己做芯片?黄汪明白的说:“芯片可以免费送给品牌客户使用”,“芯片是补强医疗服务的一环”。也就是说,是为了用户体验以及加速扩大医疗云的基础。


最初穿戴装置的问世,常遭人诟病不够准确,但随着时间发展准确度已有改善,除了使用更多传感器之外,黄汪认为,还有一个关键就是人工智能,当 Google 等开始在语音、翻译领域使用机器学习后,整个行业突飞猛进,“其实在医疗健康领域也是一样,传统的医疗算法很难实践在穿戴装置上,现在通过 AI 算法可以精准测 ECG、血压,突破了原来的瓶颈。”因此,对技术出身的他来说,把神经网络架构集成到芯片里,是必要的手段。


做这个芯片的初衷是什么?一是成本优势,两年半前华米一整年的出货量已经达到 1000 万个,“像苹果这样的公司,在手机和手表都是已经做自己的芯片,为什么呢?因为当量超过了 1000 万这个量级,自己做芯片是可以有成本优势的,”黄汪说。


第二是为技术竞争力,黄汪透露,很多新的技术和新的需求,跟上游的芯片公司谈完,一是得等对方开发需要时间,二是可能转头就给别人使用,产生一定的技术泄露。更重要的是,上游芯片公司并不具有用户的生物健康大数据,无法训练模型并集成到芯片中,而华米在过去几年累积下来的庞大数据,与其等待芯片商,不如自己来,所以华米从过去自己训练 AI 模型,现在又选择投入芯片,其实是一个很合理的战略。不过,他也表示,华米自研的芯片其实跟手表中的主晶片并不冲突,自研芯片的任务是承担更多的 AI 算法任务。


当华米去年发布的智能手环具有 ECG 功能,背后是仰赖 AI 来评估用户是不是可能有心脏病问题,比如房颤或心律不齐等。整个流程是手环先从用户端采集数据,通过蓝牙连接到手机,再传到云端上的 AI 系统,计算并判断用户是否有心脏问题,然后发到手机 APP,再回到手环,手还通过震动通知用户可能有一些心脏的问题,建议前往医院看诊并与医生讨论。


但是,这样的流程可能产生一个问题:当用户断网,或是手环跟手机连不上、蓝牙不稳定时,就没法及时通知用户。


黄汪指出,想要解决这个问题有两种解决办法,一种是用一个更快的 CPU 来计算,在本地端运行 AI 算法,但也导致一个问题:功耗很高,由于华米的 ECG 是强调 24 小时监测,与苹果的作法不同(将手指放在 Apple Watch Series 4 的数字表冠上,30 秒完成一次心电图分析),如此一来,很可能让手环半天就没电,影响用户体验。


另一种方法就是专用芯片,今年 6 月华米投资了美国 SiFive 公司,为 RISC-V CPU 核心 IP 供应商,黄山一号就是华米芯片团队采用 SiFive 授权 IP 所开发、基于 RISC-V 架构的芯片,低功耗,可实现 24 小时的监测,又可在本地处理 AI 任务,从云端转为实现边缘计算。预计明年上半年就会推出搭载黄山一号的可穿戴产品。


免费送客户芯片,换来更多的医疗云服务用户


自行开发芯片除了能为自家产品带来较佳的用户体验之外,黄汪其实还瞄准另一个大机会,“以后我们可以把芯片甚至免费送给合作客户使用,只要他用我的云服务就行,”他直言。


华米的业务可简单分为 ODM 以及自有品牌,ODM 客户除小米之外,华米正积极与欧美的服饰或时尚品牌洽谈,这些品牌也有希望推出自己品牌的手表,他们有好的品牌以及欧美的渠道,但缺乏技术能力,因此华米将协助客户设计他们的手表,采用华米的 AI 芯片,让这些手表能够提供健康和医疗的功能。


而苹果对 Apple Watch 真正的期待其实也是着重在后面的医疗服务。苹果执行长库克在最新一季的分析师电话会议上指出,上季是可穿戴设备创纪录的一个季度,包括 Apple Watch、AirPods 和 Beats 产品,客户对 Apple Watch Series 4 的反应非常积极,ECG 应用程序将在今年晚些时候开始供美国用户使用。他进一步指出,苹果在健康方面有巨大的机会,“我们对这个领域有很高的兴趣,到目前为止还在增加产品和服务”。例如苹果跟斯坦福大学医学院合作进行 Apple Heart Study 研究项目。


对业者来说都想打造一个闭环:通过硬件终端自动数据收集,数据标签、利用神经网络训练模型,到串连医师问诊服务,随着传感器技术及人工智能的进展,穿戴装置成为消费者个人的医疗保健工具,是无庸置疑的趋势,明年可望看到更多的生物体征量测功能问世,相信智能手表、手环在读懂你的心之后,很快还能明白你的血与汗。


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