生物體征的偵測引爆可穿戴裝置“心”戰爭

生物體征的偵測引爆可穿戴裝置“心”戰爭

日前國際上一則新聞引起了全球關注，華盛頓郵報特約記者 Jamal Khashoggi 進入沙特阿拉伯（Saudi Arabia）駐土耳其領事館卻再也沒走出來，人離奇失蹤后，當時外界卻忙著尋找他的 Apple Watch，因為有助于解開謎團的數據或許就藏在智能手表里！像是心率、活動數據、位置定位，可以推敲他的生命狀態，甚至還有人認為他可能開啟了手表上的錄音功能，把現場的錄音檔上傳到 iCloud。不幸的是，后來證實 Jamal Khashoggi 已在館內遭到分尸殺害。

智能穿戴裝置有沒有可能成為犯罪證據的來源，這件事目前仍存在許多爭議，不過智能手環、手表記錄用戶的心率、GPS 位置已是普及的功能，今年 9 月蘋果更進一步將心電圖（ECG）量測功能放進了最新的 Apple Watch Series 4，并強調該監測軟件通過美國食品藥品管理局（FDA）認證。

小米生態系的華米不甘示弱，華米創始人黃汪強調，AMAZFIT 米動健康手環也有 ECG 功能，可 24 小時實時監測心律失常（Arrhythmia），包括房顫（Atrial Fibrillation）等心臟健康問題。DT 君也接獲消息，不久之后華米將推出一款通過“國家藥品監督管理局”（NMPA），過去稱為“國家食品藥品監督管理總局”（CFDA），認證的 ECG 胸貼裝置，搭配腕帶就能變成手環使用，該胸貼裝置是以硬件通過認證，與蘋果為軟件通過 FDA 有所不同。

位于硅谷的半導體公司 Maxim Integrated 在 Apple Watch Series 4 發表后不久，也釋出了新版健康感測器平臺 HSP 2.0，不僅可監測 ECG，還能夠測量用戶的體溫，溫度也是一個重要的生命體征，例如體溫飆升可能代表著發炎。

在蘋果吹響了這一場穿戴裝置“心”戰爭的號角后，生物體征的偵測已成為行業最看好的功能及銷售動能。

更多的生物體征：汗液、血壓、血氧等

蘋果讓 Apple Watch Series 4 從運動健康的定位走向了預防醫學，目前看來此戰略頗為成功，Apple Watch Series 4 銷售開出紅盤，在美國處于缺貨狀態，負責生產的代工廠廣達更是產能滿載，預計得到 11 月底通路缺貨問題才能獲得紓解，但其實另一個更大的意義是教育市場，帶動行業加大生物體征量測的投入，穿戴裝置業者就認為，Apple Watch Series 4 問世后，不用解釋太多，客戶都知道什么是 ECG。

華米創始人黃汪也對 DT 君透露，小米手環在 2014 年 8 月對外開賣，一開始銷量并沒有想象中高，三個半月賣出 100 萬支，但到了 2015 年 3 月蘋果第一代 Apple Watch 正式開始發貨，小米手環的銷量一下子在那個月上到 100 萬支。“相當于蘋果幫大家帶動了整個產業”。因此，他也看好 Apple Watch 4 為整體市場帶來正面的帶動效應，“醫療健康類的功能會是整個生態發展最快的重點”。

智能手表、手環從最初使用動作傳感器（motion sensor）偵測手的擺動，并配合 GPS 定位，計算出用戶行走的步數或是運動數據，例如跑步、騎自行車等。Maxim Integrated 工業與醫療健康事業部執行業務經理 Andrew Burt 接受 DT 君專訪時進一步指出，“智能穿戴裝置是一項借重多傳感器融合的產品”，為了獲得更多生物體征，就得增加更多的傳感器，在監測心率相關問題時，多搭配使用 ECG 傳感器、光電容積描記（PPG）傳感器，量體溫則是靠溫度傳感器。

Maxim Integrated 腕戴式健康感測器平臺的客戶主要是 AI 算法公司、醫療實驗室等，通過硬件收集的原始數據（raw data），開發 AI 健康醫療模型。Andrew Burt 指出，通過收集連續活動數據來實現預防醫學是一種趨勢。下一步的趨勢是什么、還可能實現哪些生物體征的紀錄？“我認為，第一個是汗液分析”，通過用戶的汗可以了解身體中的含水量、鹽含量，身體欠水與健康往往有關聯，在身體缺水前就提醒用戶應補充水分。

圖｜Maxim Integrated 工業與醫療健康事業部執行業務經理 Andrew Burt（圖片來源：DT 君）

Andrew Burt 進一步指出，“另一個很有趣的趨勢則是睡眠分析”，睡眠障礙是現代人常見的問題，睡眠不足同樣對健康不利，目前進行睡眠分析必須到專業醫療機構，費用昂貴，“這塊在商業價值有很大的潛力”。

圖｜Maxim Integrated 新版健康感測器平臺 HSP 2.0，可監測 ECG，也能夠測量用戶的體溫（圖片來源：DT 君）

圖｜Maxim Integrated 腕戴式健康感測器平臺為 B2B 銷售，是記錄生物體征的原始數據，且數據是掌握在用戶自己手中，與消費級產品上傳到業者云端服務器的模式不同（圖片來源：DT 君）

黃汪則分析，“穿戴裝置是人體數據收集的功能，這就是跟手機完全不一樣的地方，手機傳感器偏重動作感測及 GPS，并不是設計來量測人體數據的，這兩個品類（指穿戴裝置跟手機）差別越來越大”。

接下來三年還會有什么？“像是血壓、血氧，再進一步可能就是血糖，但無創血糖檢測特別難，會是最后一個。預計血壓和血氧在 2020 年左右會成為業內最主流的功能，”他說。

如何通過國內監管機構認證？

但是，一般民眾并不具備解讀這些數據的能力，因此，穿戴裝置想要成為預防疾病或早期發現疾病的工具，更重要的是與醫療機構的合作，通過專業醫生的判讀，才是達到真正的功效，因此，對于賣硬件的公司來說，真正的重點在于如何打通醫療服務，從取得 FDA、NMPA 等監管機關的認證、醫生問診、甚至到醫保，但這也是困難所在。

要通過國家級醫療認證，得經歷一段漫長的過程，目前 Apple Watch 4 的 ECG 功能只限于美國使用，主要就是因為蘋果尚未取得其他國家監管單位的認證，國行版的 ECG 功能就被閹割，因此蘋果除了得面對產品價格偏高的考驗外，還得對國內穿戴式裝置品牌在本地化服務跑得更快的挑戰。

圖｜華米創始人黃汪（圖片來源：華米）

想獲得中國監管機構發出的 ECG 裝置許可得經過哪些步驟？黃汪指出，首先，業者在中國必須有自己的工廠，醫療級產品必須在業者全資控制的工廠生產，“不能是第三方工廠”，因此華米就在合肥建立了自己的工廠，專門生產 醫療級別的產品。

第二個門檻是業者必須通過相應的二類醫療器械許可。通過流程一般需要 9～12 個月時間，延遲到 18 個月或 24 個月更是大有人在。華米通過與北京等地的數家權威醫療機構合作，讓患者配戴裝置進行臨床實驗。

此外，華米也跟美國、以色列的醫院合作，像是正與斯坦福大學醫學院專門合作睡眠監測，希望推動研究成果作為美國睡眠標準制定的參考，包括穿戴設備的精準度、如何評價睡眠質量等，后續將公開發布研究報告讓所有人參考。

盡管未來蘋果也可能有機會獲得國內監管機構的許可，在當地開啟 ECG 功能，但黃汪并不憂心，“它進來之后，其實還有很多事要做，怎么跟本地的醫生進行合作，本地化服務合作，這個其實得花很多的時間和精力才能做好。”

掌握超過 5000 萬用戶數據，人體數據公司已成型

他的信心除了來自對手的服務不知何時才能在中國落地之外，更重要的是自家的醫療云服務已經成形。

華米的定位很明確，鎖定兩大領域，一是運動加體育，另一塊就是健康加醫療，“本質上來說，華米是一家人體數據公司，人體的生物數據和活動數據”，截至今年 9 月初，小米手環用戶已經超過 5000 萬，再加上自有品牌 AMAZFIT 的手表、手環，累積收集的用戶基數其實很大。

正因掌握了龐大的人體數據，讓許多醫療機構很有興趣合作，因為盡管是醫院或醫學研究院也很難在短時間內就掌握大量的人體數據，因此華米與醫院合作，已經提供了實際的醫療服務，舉例來說，米動健康 APP 具有 24 小時醫療專家服務，當用戶有問題時可以跟醫生互動及諮詢，目前提供前 6 個月的免費服務，不限次使用。

另外，在拿到認證之前，華米產品的 EGC 功能就“做為一個消費級別的產品”供用戶使用，通過這樣的方式，現有幾萬人持續回傳數據給華米，“在一周之內曾收到 50 萬條關于心電圖的數據”。發現大概有 2% 左右的用戶有心臟問題。

除了上述免費試用服務外，用戶也可以選擇付費服務，并授權醫生觀看生物體征信息，醫生就可以在后臺看到用戶的每一條心電圖數據，當用戶覺得心臟不舒服，只需要在 APP 上一鍵按下，該條心電圖信息圖就會立刻傳送給醫生，換算下來，一次收費大約是 1.9 元，費用是付給醫生。黃汪透露，他們發現用戶愿意付費的比例其實很高，“我們把付費功能放在 APP 里不顯眼的地方，發現每天都有好幾百人去點”，真的想了解的人就會進到那里面去，由醫生幫你解讀心電圖呈現的意義。

圖｜米動健康 APP 的醫療云服務（圖片來源：華米）

自己做芯片的背后盤算

華米靠著龐大的用戶基礎，累積的數據就成了華米最大的優勢，代表著未來的營收來源有機會從硬件大幅轉向服務，不過華米日前卻宣布打造自有的穿戴裝置 AI 芯片“黃山一號”，采用 RISC-V 開源指令集架構。

外界好奇的是既然華米已經打通了醫療云服務，可以說是跳脫了純硬件公司的商業模式，為什么還要自己做芯片？黃汪明白的說：“芯片可以免費送給品牌客戶使用”，“芯片是補強醫療服務的一環”。也就是說，是為了用戶體驗以及加速擴大醫療云的基礎。

最初穿戴裝置的問世，常遭人詬病不夠準確，但隨著時間發展準確度已有改善，除了使用更多傳感器之外，黃汪認為，還有一個關鍵就是人工智能，當 Google 等開始在語音、翻譯領域使用機器學習后，整個行業突飛猛進，“其實在醫療健康領域也是一樣，傳統的醫療算法很難實踐在穿戴裝置上，現在通過 AI 算法可以精準測 ECG、血壓，突破了原來的瓶頸。”因此，對技術出身的他來說，把神經網絡架構集成到芯片里，是必要的手段。

做這個芯片的初衷是什么？一是成本優勢，兩年半前華米一整年的出貨量已經達到 1000 萬個，“像蘋果這樣的公司，在手機和手表都是已經做自己的芯片，為什么呢？因為當量超過了 1000 萬這個量級，自己做芯片是可以有成本優勢的，”黃汪說。

第二是為技術競爭力，黃汪透露，很多新的技術和新的需求，跟上游的芯片公司談完，一是得等對方開發需要時間，二是可能轉頭就給別人使用，產生一定的技術泄露。更重要的是，上游芯片公司并不具有用戶的生物健康大數據，無法訓練模型并集成到芯片中，而華米在過去幾年累積下來的龐大數據，與其等待芯片商，不如自己來，所以華米從過去自己訓練 AI 模型，現在又選擇投入芯片，其實是一個很合理的戰略。不過，他也表示，華米自研的芯片其實跟手表中的主晶片并不沖突，自研芯片的任務是承擔更多的 AI 算法任務。

當華米去年發布的智能手環具有 ECG 功能，背后是仰賴 AI 來評估用戶是不是可能有心臟病問題，比如房顫或心律不齊等。整個流程是手環先從用戶端采集數據，通過藍牙連接到手機，再傳到云端上的 AI 系統，計算并判斷用戶是否有心臟問題，然后發到手機 APP，再回到手環，手還通過震動通知用戶可能有一些心臟的問題，建議前往醫院看診并與醫生討論。

但是，這樣的流程可能產生一個問題：當用戶斷網，或是手環跟手機連不上、藍牙不穩定時，就沒法及時通知用戶。

黃汪指出，想要解決這個問題有兩種解決辦法，一種是用一個更快的 CPU 來計算，在本地端運行 AI 算法，但也導致一個問題：功耗很高，由于華米的 ECG 是強調 24 小時監測，與蘋果的作法不同（將手指放在 Apple Watch Series 4 的數字表冠上，30 秒完成一次心電圖分析），如此一來，很可能讓手環半天就沒電，影響用戶體驗。

另一種方法就是專用芯片，今年 6 月華米投資了美國 SiFive 公司，為 RISC-V CPU 核心 IP 供應商，黃山一號就是華米芯片團隊采用 SiFive 授權 IP 所開發、基于 RISC-V 架構的芯片，低功耗，可實現 24 小時的監測，又可在本地處理 AI 任務，從云端轉為實現邊緣計算。預計明年上半年就會推出搭載黃山一號的可穿戴產品。

免費送客戶芯片，換來更多的醫療云服務用戶

自行開發芯片除了能為自家產品帶來較佳的用戶體驗之外，黃汪其實還瞄準另一個大機會，“以后我們可以把芯片甚至免費送給合作客戶使用，只要他用我的云服務就行，”他直言。

華米的業務可簡單分為 ODM 以及自有品牌，ODM 客戶除小米之外，華米正積極與歐美的服飾或時尚品牌洽談，這些品牌也有希望推出自己品牌的手表，他們有好的品牌以及歐美的渠道，但缺乏技術能力，因此華米將協助客戶設計他們的手表，采用華米的 AI 芯片，讓這些手表能夠提供健康和醫療的功能。

而蘋果對 Apple Watch 真正的期待其實也是著重在后面的醫療服務。蘋果執行長庫克在最新一季的分析師電話會議上指出，上季是可穿戴設備創紀錄的一個季度，包括 Apple Watch、AirPods 和 Beats 產品，客戶對 Apple Watch Series 4 的反應非常積極，ECG 應用程序將在今年晚些時候開始供美國用戶使用。他進一步指出，蘋果在健康方面有巨大的機會，“我們對這個領域有很高的興趣，到目前為止還在增加產品和服務”。例如蘋果跟斯坦福大學醫學院合作進行 Apple Heart Study 研究項目。

對業者來說都想打造一個閉環：通過硬件終端自動數據收集，數據標簽、利用神經網絡訓練模型，到串連醫師問診服務，隨著傳感器技術及人工智能的進展，穿戴裝置成為消費者個人的醫療保健工具，是無庸置疑的趨勢，明年可望看到更多的生物體征量測功能問世，相信智能手表、手環在讀懂你的心之后，很快還能明白你的血與汗。