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穿戴式装置扮要角 物联网应用加速成形

日期:2016-08-29 来源:新电子 作者: 浏览量:
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  穿戴式装置将会是未来物联网一大应用领域,预计2018年将成长至一亿四千五百万台。随着穿戴装置技术越加先进,将逐渐为人们接受并融入生活,未来物联网的各式应用,将可望透过穿戴式装置加以串联,并加速成形,使消费者生活环境更为舒适且精彩。

  物联网概念源自于比尔·盖兹(William Henry Bill Gates III)在1995年“未来之路”一书中所论述的物与物互联概念。透过侦测环境数据,并藉由行动网路传输与资料处理,物联网可即时控制各种居家设备,提供 迅速的照护服务,但受限于当时的网路传输技术,物联网一词,仅代表着一个巨大智能系统的蓝图。 

  物联网应用多样 感测器成长潜力佳

  随着全球化的网路基础发展,现今第四代行动通讯(4G)与云端运算环境提供了高速的资料传输处理的能力,才使得物联网模糊的面孔逐渐清晰。藉由感测器所搜集 到的讯号以有线或无线方式进行资讯整合与资料汇出,随即进入软体处理层面进行资料分析与应用。可应用的层面亦渐渐扩展到个人居家环境之外,包含穿戴式设备、电子医疗、智慧城市环境监控系统、安全急救应变系统、工业控制、视听娱乐、影像串流等,可说是无远弗届。

  根据美国网路设备商公司 思科(Cisco)、国际研究机构摩根士丹利(Morgan Stanley)与国际数据资讯公司(International Data Corporation, IDC)针对全球物联网设备装置需求进行统计,至2020年其设备需求总产值将达750亿美元,且复合年成长率将达8%以上。图1为IoT物联网应用,包含IP CAM、智慧家电/温控、电子锁与智慧遥控器等。 

  物联网产业链包含元件制造、设备与系统整合、网路营运、终端设备与应用服务等环节,以元件制作为例涵盖RFID、通讯晶片、感测器、GPS等技术。目前全球 感测器市场约占半导体市场的5%,随着IoT、智慧型手机、车用电子、医疗电子、智慧城市等产业的快速发展,对于感测器产品在无线化 (Wireless)、低功耗(Low Power)、微型化(Miniaturized)、标准化、低成本、复合型、稳定性、可靠性等技术提出了更高的要求,未来感测器市场成长潜力更可望高于整体半导体市场。

  台湾在IC设计、晶圆代工及封装测产业专业分工各司其职,拥有全球顶尖的设计与制程团队凭藉在3C产品的应用领域实力,将可望针对感测器元件进行完整开发,藉由上/中/下游整合,藉此可培育出台湾具代表性的物联网感测器供应链。

  穿戴式装置功能多 电池设计成未来挑战

  以庞大的物联网系统为基础,穿戴式装置将会是未来物联网一大应用领域,资策会MIC(2014)曾指出,推估2014年穿戴式装置市场规模约达三千四百九十万台,约占智慧手机的2.9%,预计2018年将成长至一亿四千五百万台,约占智慧手机的7.7%。

  近年来各家国内外大厂如苹果(Apple)、Google、索尼(SONY)、三星(SAMSUNG)、ASUS、HTC等,纷纷推出穿戴式装置产品包含智 慧眼镜、智慧耳机、智慧手表、智慧手环、智慧戒指、智慧衣裤到智慧鞋等,意图抢先布局这一庞大的消费市场。穿戴式装置目前主要几种功能包含:

  . 健康管理:装置内建多种感测器,包含加速度、心跳、温度、陀螺仪等,监测配戴者状态数据,分析感测数据得知配戴者即时状态,如跑步、走路、跳跃、站立、睡 眠与呼吸心跳状态等,搭配无线传输模组如蓝牙或Wi-Fi,可即时与智慧手机连结,可供配戴者长期统计与记录健康状态。

  .远端控制:透过无线传输与装置连结,如使用者电脑、家电或智慧手机等,使用者透过穿戴式装置下达命令,可于远距离外遥控家电装置。

  .休闲娱乐:让使用者不必携带沉重的配备,可以直接于穿戴式装置上播放音乐与影片,甚至游戏应用等娱乐应用。

  .资料传输:不仅是邮件的收发、浏览网路,穿戴式装置还能提供即时播放与录制等影像语音串流服务,如Google眼镜,使用者可以使用语音输入命令,启动搭载的微型镜头即时录制眼前的影像,并上传至云端资料库。

  .即时定位:搭配全球定位系统(GPS),可随时回馈配戴者位置,应用于老人与幼儿照护与健康监控,甚至配合医疗系统。当穿戴装置侦测到突发疾病或状况,如心脏病、癫痫、中风或车祸等,可直接连结医疗网络与通知家属,并即时派发救护车至病人位置,把握黄金抢救时机。

  以Apple旗下产品为例,手机、平板、电视、手表与电脑装置已藉由云端管理方式进行资讯互通。手机的来电已能自由于电脑或手表上接听,电脑处理至一半的文件可同步至它台行动装置承续,而遗失的物品可藉由另一装置来觅回。

  然而,物联网的目标不仅应用于典型电子产品,其真正的期待为将现实世界的各种物件全都数位化。未来,我们身边的物质将嵌入电子标签,结合无线网路与各式感测器,透过中心伺服器来对它们进行管理、遥控、搜寻与获取统计资讯。

  目前穿戴式装置主要瓶颈还是电池续电力和产品的重量与体积,因穿戴式装置本身的重量与体积会直接影响配戴者的使用体验,如果配戴的装置过重,不仅会造成使用 者感到不适,其持续使用的时间与意愿马上会大幅下降。但是在缩减体积与重量的同时,也同时局限了电池的容量,并且随着资料传输的需求与搭载的感测器数量增加,所需的耗电量也逐渐加大,因此,降低耗电量与电池管理技术将会是穿戴式装置硬体产业的一大重点。

  穿戴装置扮要角 物联生活更便捷

  虽然目前穿戴式装置带给使用者各种新体验与功能应用,但对于现在使用者的角度来讲,大多的穿戴式装置只是提供电脑或智慧手机的功能扩充,并非独立的主流商 品,可见其技术的研发还处于起步阶段,但是随着未来穿戴式装置操作技术越加先进,将逐渐为人们接受并融入生活,控制方法也将从触控面板、语音辨识、智能手 势甚至发展到虚实投影、眼球追踪与脑波控制等,让笨重的遥控器消失于生活之中。

  此外,随着台湾人口老化问题日趋明显,老人与幼儿的照护问题将会是政府机关须完善规划的重要区块,而穿戴式装置可提供此需求最重要的健康监控与即时定位应用;提供如血压、血糖、体温、身体姿态与定位座标等数 据,可防止幼儿与失智老人的走失与监控身体健康资讯,不仅可以缓解照护人手短缺的问题,也将提供穿戴式装置一个庞大的商机来源。

  想像一下,屋中的所有家电,只需要一个手势、一个眼神,甚至一个念头,都能根据自己的需求而作动,甚至主动计算出最适合使用者的环境参数而调节成最舒适的状态。透过穿戴式装置,未来使用者与家电将会逐渐被物联网所串联,居家环境将会更加舒适且精彩。

(作者单位:台湾仪器科技研究中心)