智能穿戴及家居医疗健康设备的发展与展望

中国科学院深圳先进技术研究院研究员 聂泽东DFmesmc

智能家居需求猛增

从智能家居的发展历史来看，首先是电气化或者电子化，其次是网络化，目前是智慧化的发展。这一发展轨迹很大程度源自于城市化人口的快速增长，特别是在2000年到2010年之间，全世界城市化人口超过了农村的人口。随着城市人口越来越多，城市人口对家居的需求会越来越旺盛。DFmesmc

从宏观上看，在人口激增的同时，健康需求人群也同样激增。目前被认为是人类发展困境的两个问题，一个是老龄化，另一个是慢性病。这些都是短时间内难以完全解决的问题。DFmesmc

从微观上看，人的一生，如果用床来表示，就是四大床——在出生的时候，婴儿床；在小时候或者在未成年之前，就是单人床；在步入中青年以后，就是双人床；最后，就是病床。围绕人一生的发展，这个床可以很形象地认为是家居一个代名词。DFmesmc

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聂泽东表示：“我们人作为一个主体，无论是从第一张还是到最后一张床，都需要健康的关注。可以说人的一生其实是健康家居伴随的一生，我觉得这是智能家居需要考虑到的方向。”DFmesmc

智能健康家居的趋势

那么，健康到底是不是大家对于家居的期待呢？聂泽东分享了一组调查数据。DFmesmc

在法国这样的发到国家里，年轻一代对智能家居可接受度较高。一方面，年轻的数字一代，一出生就有手机、有IPad、有智能设备，明显对智能家居新技术特别感兴趣，我们叫数码一代、数字一代。另一方面，年轻一代对健康的关注程度明显高于其他的纬度，年轻的女性尤为关注。第三个是年轻一代会关注当前问题的解决，他们更希望现在的智能家居能够解决他当前的一些实际问题。DFmesmc

除了年轻一代，还对迪拜老年人进行的调研。因为迪拜老年人花费特别大，他们大部分人在一个月花费在人民币两万元以上，所以代表了发达或高收入国家老年人一个情况。DFmesmc

从结论来看，第一，67%的迪拜老人具有慢病的疾病，他们对于跌倒监测、对于生活方式监测特别有兴趣，这是他们在智能家居里获得最多帮助的一环。第二，迪拜老人更倾向于在客厅里进行监测，他们非常抵触在卧室里进行跌倒和生活方式的监测。这足以说明老年人也很关注自己的隐私。第三，迪拜老年人青睐的功能前三分别是：控制、健康和电话视频会议系统。这可能会令人吃惊，可能是老年人虽然年龄越来越老，但仍然有工作的需求，又很难外出的情况下，辅助工作的老龄化家居设备是比较有意义的。DFmesmc

“针对上述实际需求，我认为，射频技术在智能家居里具有很广阔的应用场景。”聂泽东表示，主要原因在于射频技术可以做到非接触式，因为人体有不同的界面场所和特性，同时不同的设立频段他们穿透不同的人体，所以射频可以多维参数的检测。同时，射频技术的优点在于智能家居里能快速，它的无创，它的连续，它的小体积，还能做到低成本。DFmesmc

聂泽东说道：“为了做微波射频的技术，首先要建立一个高精度的电池模型。基于此，可以我们把人体最真实的MRI数据进行一层一层的剥离。有了这样电池模型以后，我们可以很方便地小到呼吸、大到睡眠、大到摔倒，我们认为这是技术在重要的模型。”DFmesmc

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举例来说：

（1）咳嗽监测：被动谐波标签设计(1.5 GHz工作频率的射频传感器结构)。具有轻型与低轮廓谐波特性的无线智能口罩设计，用于实时咳嗽监测和警报。DFmesmc

（2）运动监测：提出了一种基于电磁传感技术的生物力学运动监测新方法。旨在监测各种生物力学运动，包括眨眼频率、手指/手腕弯曲水平和频率。从实验中，可以监测平均频率为∼1.1Hz的快速闪烁行为和平均频率为0.4 Hz的慢闪烁行为；识别出各种手指弯曲状态。DFmesmc

（3）跌倒监测：主要原理是有一个发送器、一个接收器。当人倒了以后能够引起信号的波动。难点在于到底是跌倒引起的变化还是其他动作引起的变化。通过在线的算法和一些人工智能的算法，再加上合理的布局和布线，基本上可以达到80%以上跌倒的检测。DFmesmc

（4）智能营养与饮食：应用于家庭厨房、餐桌，可监控的信息包括：热量、卡路里识别，营养物质识别，疾病/康养的健康饮食。DFmesmc

（5）智能家居随访系统：这个系统报数据采集层，各种各样的设备来收集到在日常生活中场景的数据。通过数据采集层、数据层、业务层、应用层，管好健康、管好疾病，更好地康复。DFmesmc

思考与展望

聂泽东认为，目前智能家居设备是人工替代化、控制自动化、信息网络化。DFmesmc

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聂泽东说道：“如果按照目前比较流行的模型‘马斯洛需求理论’，首先是缺失性的需求，我觉得现在的智能家居更多还是在缺失性需求里，包括智能网关、安全系统、开灯系统等，实际它是非常可替代的。在成长性需求上，智能家居还有很大的发展空间，怎么给人带来一种爱和归属、带来真正的需求及自我价值的实现？我觉得这是在家或者家居里面要体现的一个价值，因为70%的时间甚至60%的时间，我们是在家里度过的。我觉得智能家居发展的趋势，咱们一定要聚焦在对人成长性需求上面去进行挖掘。”DFmesmc

如何实现？聂泽东表示，首先无论是设备、数据、应用，一定要提供一个整体的解决方案。目前很多公司在做平台生态，其实它就是一个信息的平台，它往往没达到这样整体的平台。整体的平台包括在家居设备里的布局和布点，数据的采集，包括网络的规划、空间的规划、使用逻辑，只有这样才能带来一个真实的价值，这必须借助到新传感、新算法和瞄准成长性需求。DFmesmc

其次是一个人工智能、全闭环的管理。我觉得我们的家会越来越占据生活中重要的部分，让我们的人少去医院，在家里进行全闭环管理，实现高精度监测。DFmesmc