衡宇 發(fā)自 凹非寺
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),被應用于監(jiān)測和改善巴西隊國腳們的睡眠質(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)頭號玩家芬蘭Oura Ring市場估值已有25.5億美元。
在國內(nèi),智能指環(huán)這條線上,玩家不少:
華為、騰訊、VIVO、OPPO等,還也有一位學院派科學家殺出重圍,以智能指環(huán)為旗艦產(chǎn)品進行創(chuàng)業(yè)。
他就是上海交通大學特聘教授、長江學者王國興及身后的玖智科技。
團隊研制的Ring Conn小小指環(huán),依托低功耗生物信號采集芯片設(shè)計、生物信息處理算法等自主核心技術(shù),能夠測量血壓、血氧等系列生命體征。
帶著好奇心和探索欲,量子位找到王國興教授,就智能指環(huán)的技術(shù)與市場聊開去。
“工業(yè)界經(jīng)驗不可或缺”
“現(xiàn)在的投融資,主要都是沖著我本人來的。”
王國興其人,有著響當當?shù)拿^。
他是上海交通大學國家示范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(xiàn)為IEEE電路與系統(tǒng)分會的副主席(Vice President)。
2009年年底,王國興入職上海交大,用他自己的話說,是“從零到一”,創(chuàng)建了生物電路與系統(tǒng)實驗室。
實驗室的創(chuàng)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(fā)表200余篇學術(shù)論文。
這次創(chuàng)業(yè)做RingConn,并不是王國興第一次踏入工業(yè)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(yè)時,先在深圳華為工作兩年之久。于UC圣克魯茲拿到博士學位后,又在硅谷輾轉(zhuǎn),任職Agere Systems、Second Sight等公司。
Second Sight就職的3年時間內(nèi),他成為了世界首個商用人工視網(wǎng)膜假體芯片設(shè)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,后來恢復了300多位盲人的視覺?!蓖鯂d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,對視網(wǎng)膜上剩余的神經(jīng)元進行刺激,使其繼續(xù)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(yè)規(guī)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年入職上海交大之后,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(xù)工作“1萬小時”,能把工業(yè)工作經(jīng)驗、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。
“在集成電路領(lǐng)域,工業(yè)界經(jīng)驗非常重要,是不可或缺的一環(huán)?!蓖鯂d看來,局囿在學術(shù)界,欠缺性會很大。
目前看來,再次踏足工業(yè)界的確給王國興提供了更大的發(fā)揮空間。
至少在他自己看來,在產(chǎn)學研轉(zhuǎn)化方面的確如此。他介紹道,學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,“但問題其實在實際過程中是不存在的”,意義和價值并不豐富。
這就不得不提到王國興此番創(chuàng)業(yè)的底氣,即技術(shù)本身。
一個是低功耗的電路設(shè)計,另一個是處理生命體征信號的算法,并且都集中在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應用。
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間內(nèi)推出RingConn,并且已在海外眾籌平臺Indiegogo面世。
再詳細一步追問,為什么選擇做智能指環(huán)這個穿戴設(shè)備?
從外部環(huán)境來講,繼智能手表/手環(huán)、主動降噪耳機后,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)機制。RingConn是王國興入職交大后,第一個完全負責的創(chuàng)業(yè)項目。王國興和團隊也很樂意看到技術(shù)逐漸演變成產(chǎn)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(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(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。
玖智科技選擇了怎樣的技術(shù)實現(xiàn)途徑?
通過血液容積波信號PPG,可以檢測到血液流經(jīng)組織的情況,做血壓監(jiān)測,意味著要將原始的PPG信號和血壓數(shù)值對應,繼而通過間接方法計算出血壓。
實現(xiàn)此計算的算法模型不是一件簡單的事,但從理論上來說,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(fā)布在國際頂會上。
2020年,團隊基本上做出了一個原型電路板,加上自研芯片后,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征。
“這幾乎就是在學校環(huán)境里能做到的最大成果了?!蓖鯂d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(jīng)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(fā)現(xiàn)信號質(zhì)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征。
根據(jù)人們對可穿戴設(shè)備的接受度和期望值,王國興和團隊將設(shè)備目標鎖定為戒指形態(tài)。
戒指小小一枚,除了要在這個體積很小的硬件內(nèi)內(nèi)植血壓測量算法外,要檢測各種生命體征,低功耗也必不可少。
故而玖智科技自研了超低功耗高動態(tài)范圍血液動力學光電采集芯片,采用事件驅(qū)動自適應架構(gòu)結(jié)合CMOS亞閾值設(shè)計,能夠?qū)崿F(xiàn)微安級光電容積脈搏波信號采集。
相比市場上現(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,有效避免信號鏈路飽和問題,提升了信號動態(tài)范圍,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(lǐng)玖智科技把技術(shù)路線進行了工程化優(yōu)化,并提升可靠性,同時以打造商品的角度為目標,打磨軟件和硬件。
指環(huán)是否是智能穿戴設(shè)備下個藍海
上個月底,上線海外眾籌平臺Indiegogo的RingConn,試水眾籌。截至目前,已有100萬美元銷售額,并拿到Top Ten Finds的第二位。
這枚初代產(chǎn)品,已經(jīng)能實現(xiàn)24小時*7天的多模態(tài)、多指標、可持續(xù)的采集與監(jiān)測。
強調(diào)的可持續(xù)正是RingConn的與眾不同之處。
以血氧監(jiān)測為例,每5分鐘,RingConn都會自主檢測一次用戶的血氧水平,而不是僅僅展示某一個時間段的平均血氧值。
連續(xù)、準確的血氧監(jiān)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征(OSAHS)。
部分鼾癥人群患有OSAHS,不僅會影響睡眠質(zhì)量,長期以往,會因反復缺氧引發(fā)難治性高血壓、腦卒中、冠心病等,甚至有猝死可能。
對OSAHS的診斷與分級,需要借用專業(yè)多導睡眠監(jiān)測儀(PSG),目前只有大、中城市三級醫(yī)院或部分二級醫(yī)院有這個儀器并進行規(guī)范診斷和治療。
然而值得注意的是,如果把RingConn看成一個健康監(jiān)護設(shè)備,無疑需要用戶愿意持續(xù)佩戴。
在客觀上,王國興和團隊讓指環(huán)本身盡可能重量更輕、厚度更薄,增加佩戴舒適感。
24小時*7天的續(xù)航時間,用戶不必取取戴戴,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(jiān)測數(shù)據(jù),這樣的數(shù)據(jù)查看方式與當下智能穿戴設(shè)備的現(xiàn)實方式相左,或許會導致智能指環(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(當然了,這個感受很主觀)、高續(xù)航和持續(xù)監(jiān)測,或許能夠在其他方面彌補一二。
這側(cè)面反映了RingConn及其余智能指環(huán)的目標群體,是高收入健康監(jiān)測需要者,而非一般的數(shù)碼愛好者。
也凸顯了RingConn初代產(chǎn)品初登場選擇在海外平臺的原因:海外的智能指環(huán)市場已經(jīng)被打開,環(huán)境相對成熟,用戶接受度高,成長空間大。
也可以看到,作為智能穿戴設(shè)備的下個風口候選,智能指環(huán)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。
穿戴設(shè)備行業(yè)龍頭Fitbit等積極布局,已有用戒指監(jiān)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(shè)備聯(lián)動。
群雄逐鹿,要在這樣的市場環(huán)境中立足,令人頭疼的程度大概不比開發(fā)一個全新的算法容易。
于是,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(jù)藍牙信號強弱定位指環(huán)距離的功能,不過目前還沒有實現(xiàn)的打算?!?/p>
王國興側(cè)頭想了想,發(fā)出爽朗的笑聲:“未來倒是有做的可能,因為我自己經(jīng)常掉耳機,哈哈!”