По данным исследовательской фирмы IDC, поставки 20-битных носител достигнут 240,1 млн. Единиц в 2021 году, что почти в два раза превышает рост рынка по сравнению с 125,5 млн единиц в 2017 году. Совокупный темп роста в году составляет 18,2%, постепенно становится понятным положение носимых продуктов. В настоящее время в основном используются спорт, позиционирование, звонки и оплата, особенно в фитнесе и здоровой жизни, спорте и фитнесе. Важные области применения оборудования, такие как всемирно известные производители Apple, Garmin, Samsung (Samsung) запустили одежду, ориентированную на спортивные приложения.
В то же время быстрый рост искусственного интеллекта (AI) также приносит новые приложения к носимым устройствам, таким как распознавание человеческого движения, посредством глубокого сбора и анализа информации, а носимые устройства AI обеспечивают более эффективные и точные данные. Позвольте потребителю ссылаться на него, и сенсор играет ключевую роль в этой волне физической тренировки и волне ИИ. Качество коллекции сообщений напрямую влияет на последующую обработку и применение. Поэтому в настоящее время все основные поставщики датчиков работают над повышением точности датчика. степень.
AI / Многофункциональное приложение повышает точность датчика
Чэнь Цзяньчэн (рис. 1), менеджер по маркетингу продукции STMicroelectronics Asia Pacific, сказал, что с помощью фитнеса, медицинского обслуживания Диффузия, в сочетании с ростом ИИ, функция и применение носимых устройств становится все более и более обширной, и для эффективного анализа все более крупных данных и обеспечения более точных и заслуживающих доверия результатов анализа для потребителей, алгоритмы back-end становятся более сложными. Чтобы уменьшить время работы алгоритма, производители оборудования также начинают требовать точность датчика. Другими словами, при небольшом размере и низком потреблении энергии точность стала одним из важных соображений для конструкции датчика.
Ли Динхан (Li Dinghan), генеральный менеджер Ams Taiwan, также отметил, что носящие устройства будут разработаны для специализированных продуктов, таких как профессиональные спортивные часы, медицинское оборудование и т. Д., И перед лицом более обширных приложений и более сложных алгоритмов, таких как 2000 Точность может быть улучшена. Чем точнее данные будут обнаружены в первый раз, тем больше последний алгоритм может проанализировать правильные данные для справки потребителя, что поможет изготовителю терминала ускорить время разработки продукта и приложения. Это основной фактор, по которому точность датчика постоянно улучшается.
Улучшение точности считывания. Три параметра являются ключевыми
Чэнь Цзяньчэн отметил, что для повышения точности датчика в конструкции должны быть указаны три ключевых параметра. , соответственно, шум, стабильность и толерантность (допуски).
Вышеуказанные три являются ключевыми параметрами для повышения точности датчика, и каждый из этих параметров содержит множество элементов настройки, таких как подавление вибрации, шум мерцания и высокий уровень шума. Частота (высокая частота); Стабильность - это необходимость обратить внимание на стабильность (стабильность времени), стабильность и температуру (сопротивление против температуры), надежность (повторимость), а для ошибки - смещение (смещение), чувствительность (Чувствительность) и нелинейной (нелинейность).
Чэнь Цзяньчэн также пояснил, что параметры шума, стабильности и ошибок являются важными параметрами для настройки точности датчика. Если шум не регулируется, это легко приведет к искажению обнаруженных данных. Стабильность заключается в том, чтобы продукт мог реагировать на различные изменения окружающей среды и непрерывно собирать точные данные. ,
Например, Чэнь Цзяньчэн, если датчик имеет вибрацию 10 ГГц, это означает, что датчик собирает информацию при вибрации 10 ГГц, но если датчик недостаточно стабилен, частота его колебаний не изменяется с движением пользователя или внешней средой. Переход от 10 ГГц до 20 ГГц, а затем переход на частоту 10 ГГц с 20 ГГц означает, что сбор данных этого датчика нелинейный, поэтому собранные данные являются довольно неточными, и легко заставить алгоритм работать бесперебойно, делая приложения, связанные с носимыми устройствами. Проанализируйте искажение или остановите, поэтому стабильность датчика очень важна для точного обнаружения.
Что касается части значения ошибки, нет сомнений в том, что чем меньше значение ошибки, тем лучше. В настоящее время цель поставщика каждого датчика состоит в том, чтобы превзойти значение ошибки в пределах плюс-минус 1. Чэнь Цзяньчэн сказал, что нынешние игроки отрасли активно преследуют значение ошибки. Как уже упоминалось выше, алгоритм задней части все более требователен к точности датчика. Следует надеяться, что данные, собранные датчиком на первом этапе обнаружения, будут достаточно точными, чтобы уменьшить время работы и настройки после алгоритма.
Чэнь Цзяньчэн пояснил, что причина, по которой производителям износостойких устройств конкретно не требовала точности датчиков, заключается в том, что функция износоустойчивого устройства относительно проста, а спрос на анализ данных не так высок, но с ростом AI наступает эпоха больших данных, плюс Потребители все чаще требуют функциональности носимых устройств. Производители должны разрабатывать более инновационные приложения с помощью алгоритмов, делая алгоритм более сложным. В этом случае, если датчик недостаточно точен, он не может быть таким же, как в прошлом. В целом, для устранения нехватки аппаратного обеспечения требуется немного больше времени. Таким образом, небольшие размеры и низкое энергопотребление теперь необходимы для датчиков, а носимые производители устройств начинают иметь точность датчика. По мере необходимости я надеюсь ускорить разработку продукта и приложений.
Управление здоровьем превалирует Пересмотр эволюции оптических зондов
По мере роста потребительского спроса на носимые устройства Ван Вейди (Wang Weidi), технический партнер Sony Design Center of Roma Semiconductors, считает, что эта тенденция будет способствовать развитию износоустойчивых устройств в направлении двухполярного (более низкого порядка, более высокого порядка) рынка, а высокий уровень Чем больше функций у продукта, тем выше требования к точности для датчика.
Такие, как обнаружение бега, плавание, количество сжигаемых калорий, частота ходьбы и т. Д. Эти приложения полагаются на датчики для сбора данных, а затем анализируются фоновым алгоритмом. Если точность датчика улучшается, это поможет алгоритму более подробно анализировать данные. точный.
Например, Ван Вэйди использует приложение измерения артериального давления, которое указывает на то, что требования потребителей к соответствующим приложениям не ограничиваются только кровяным давлением, временем пульса и т. Д., Но также надеются изучить физиологические признаки, такие как возраст кровеносных сосудов. Датчики для определения артериального давления должны увеличить частоту дискретизации и увеличить количество измерений в единицу времени для получения сложных физиологических признаков.
В результате ROHM продолжает улучшать технологическую технологию своих датчиков, таких как недавно внедренная ИК-камера с оптическим импульсом, которая поддерживает измерение давления и измерение возраста кровеносных сосудов, BH1792GLC, чей фоторецептор состоит из инфракрасного фильтра и фильтра зеленого цвета. Композиция через фильтр Green позволяет пропускать только зеленую длину волны, тем самым уменьшая интерференцию, такую как инфракрасные лучи и инфракрасный свет, так что датчик находится в сильной среде, такой как сильное встряхивание во время движения и сильные инфракрасные лучи, такие как солнечный свет. Может выполнять высокоточное измерение.
Кроме того, этот продукт можно также использовать для высокоскоростной дискретизации с частотой 1024 Гц. По сравнению с традиционными продуктами скорость измерения импульсов достигает 32 раз быстрее, что может поддерживать текущее измерение жизненно важных признаков, таких как давление, возраст кровеносных сосудов и другие жизненно важные признаки.
Ван Вэйди отметил, что, конечно же, помимо вышеупомянутых методов, используемых новыми импульсными ИС, существует много аспектов для рассмотрения точности улучшения датчика, например, как оптимизировать процесс, уменьшить внутреннюю емкость датчика или уменьшить плату. Индуктивность между верхними трассами и т. Д. Делает датчик более точным, что является местом, на которое следует обратить внимание в конструкции оборудования.
С другой стороны, будущее здравоохранение станет важным рынком приложений для носимых устройств. Многопартийное сотрудничество и формирование цепи промышленного сотрудничества должны быть единственным способом для будущих поставщиков датчиков. Ван Вэйди отметил, что когда датчик обнаруживает данные, задняя часть Сбор данных, анализ связан с алгоритмом. С этой целью поставщик датчиков должен сотрудничать с компанией алгоритма в дополнение к аппаратным средствам, мягким и жестким, чтобы улучшить общую эффективность обнаружения датчика, а также для интерпретации данных, это зависит от профессионального Медицинская команда поддерживает, таким образом, сотрудничество многих сторон, может предоставить потребителям достоверные и точные данные и результаты анализа.
Для дальнейшего развития носящих устройств Li Dinghan придерживается того же мнения о том, что сегментирование рынка с низким / высоким уровнем станет все более очевидным, а высококачественные носимые устройства будут разработаны для конкретных применений, таких как медицинское обслуживание, спорт и т. Д .; Это не похоже на прошлое, простое сердцебиение, определение шага, но интерпретация текущего состояния движения пользователя или анализ результатов упражнений.
Таким образом, роль датчика в носимом устройстве становится все более и более важной. Однако использование износостойкого устройства всегда было незафиксировано. Цвет кожи каждого пользователя и объем волос различны, и есть много переменных. Поэтому, как улучшить точность датчика. Это стало проблемой для всех поставщиков сейчас. Поскольку точность разработанных продуктов выше, чем точнее обнаруженные данные, тем быстрее ускоряется время разработки продукта и приложения производителя терминала для удовлетворения потребительского спроса.
Итак, как вы улучшаете точность датчика? Ли Динхан берет датчик, который измеряет кровяное давление в качестве примера. Отмечается, что большая часть текущего использования оптических датчиков для обнаружения кровяного давления, но, как упоминалось выше, физиологические характеристики каждого человека различны, поэтому при измерении Поэтому всегда есть много переменных. Поэтому индустрия должна сочетать световые сенсоры с другими технологиями, чтобы повысить эффективность разделения светочувствительного датчика для невидимого света, чтобы он мог устранить многие внешние факторы (такие как шум, источник света) в первый раз. Path), позволяя фоновому алгоритму быстрее анализировать данные.
Например, недавно Ams представила новый новый датчик важных сигналов AS7024, который объединяет все аппаратные компоненты, включая AS7024, и выполняет измерение артериального давления, измерение сердечного ритма (HRM), вариабельность сердечного ритма (HRV) и ЭКГ. ИС датчика состоит из трех светодиодных индикаторов, фотодиода, оптического переднего конца для HRM и программного оборудования и аналогового переднего конца для ЭКГ, встроенного в микропакет размером 6,1 мм × 2,7 мм. Через интерфейс внешнего датчика эталонная конструкция также может использоваться для расчета вагусного тонуса и артериальной эластичности, а также температуры кожи и сопротивления кожи.
Кроме того, операция AS7024 HRM основана на фотоплетизмографии (PPG), которая измеряет частоту пульса с помощью выборочного света, регулируемого кровеносным сосудом. Когда пульс крови проходит, кровеносный сосуд расширяется и 7543 сжимается. Проверено. Электрокардиограмма является стандартным методом измерения электрических импульсов, генерируемых сердечным синусовым узлом.
Ли Динхан сказал, что в процессе проектирования датчиков он также должен тесно сотрудничать с производителем модулей или производителем оборудования. Поскольку каждый производитель разрабатывает продукты с различными функциями, их клиенты и пользователи отличаются друг от друга. Есть много видов, некоторые из них водоотталкивающие, некоторые требуют трех метров воды под водой, а некоторые надеются на 10 метров под водой, каждая идея дизайна продукта отличается, и любой фактор в дизайне, такой как покрытие, Размещение датчика, угол падения света и т. Д. Повлияет на точность датчика. Поэтому поставщик датчика также должен сотрудничать с производителем терминала, чтобы повысить точность датчика в соответствии с его конструкторской средой и идеями.
Компактные / точные / маломощные датчики
NXP Semiconductors Главный менеджер по маркетингу в Китае г-н Фанг отметил, что в 2018 году спрос на многие носимые приложения значительно вырос, например, смарт-часы, которые поддерживают мобильные платежи, браслеты, простые в использовании небольшие наушники и очки VR И т. Д. Портативные медицинские наблюдения и продукты медицинской помощи.
Среди них, в приложениях переносного медицинского оборудования, потребители нуждаются в точности измерения, чтобы достичь уровня производительности медицинского класса, семья и врачи могут мгновенно получать и контролировать самые надежные данные о здоровье, или пригодное для носки оборудование для фитнеса Например, большинство устройств на рынке теперь имеют простые возможности подсчета шагов, а более сложные алгоритмы слияния датчиков и датчиков могут уменьшить погрешность до 2%, что делает пригодным для носки оборудование для фитнеса не только для простого подсчета шагов, но и для Определите различные состояния движения, а также определите аномалии осанки.
Поэтому в будущем, помимо небольшого размера и низкого энергопотребления датчика, датчик необходимо постоянно дорабатывать, чтобы датчик не подвергался воздействию в более суровых условиях или в более широком диапазоне рабочих температур; Машиноведение и алгоритмы ИИ для более богатых, умных сценариев и сервисов.
Ван Вэйди добавил, что для потребителей носимые устройства не являются «необходимыми» или «нуждающимися» в жизни, но они будут «нужны», поэтому, как добавить больше функций к носящим товарам для привлечения потребления Это постоянная стратегия для носителей устройств для покупки продуктов, поэтому функции, такие как обнаружение сердечного ритма, количество шагов, электрокардиограмма, кислород крови, частота дыхания и т. Д. Будут все больше и больше, и все эти приложения Поддержка алгоритмов. Особенно после появления ИИ эти приложения все больше и больше. Возможно, что в будущем, когда носимое устройство будет объединено с AIOT, деловые возможности взорвутся. В ответ на эту тенденцию точность датчика должна быть Продолжайте улучшать, в ответ на более сложные алгоритмы.
В целом, быстрый рост ИИ привносит новые приложения в носимые устройства, и в ответ на более сложные алгоритмы датчики, ответственные за сбор информации, становятся все более важными не только с небольшим размером, низким потреблением энергии, но и с точностью. С восхождением вверх он не приведет к плохому качеству сбора сообщений, но повлияет на последующую обработку и применение алгоритма, а также даст потребителям лучший опыт.