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智能手表来了,但它们之所以存在不是因为外壳,而是成本降低的传感器

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智能手表来了,但它们之所以存在不是因为外壳,而是成本降低的传感器

唐怡园 2015-04-14 16:00:00

抛开时尚的壳,Apple Watch 的骨子里还是一个依赖各种传感器的科技产品

还有 10 天,订到第一批 Apple Watch 的人就会收到货。最高 12 万的价格、38 种表带和表盘的繁复组合以及苹果能否成功挑战瑞士表业都成了讨论热点。

但不论你打算买的 Apple Watch 是黄金、不锈钢或者铝制机身,搭配何种表带设计,它的背面都是眼睛一样的四个 LED。通过红外线和可见光,它们紧紧盯着你的脉搏。而这些收集到的心跳数据可以判断你的睡眠状况、为你提供更准确的运动建议、甚至将心绪分享给朋友。

在苹果品牌以及时尚造型的背后,让 Apple Watch 与时尚手表品牌拉开距离仍是技术。更具体地说,是传感器以及它所开启的各类应用。

5、6 年前,为了准确检测心跳你还需要在胸口绑一个专用的传感器。而今天即便没有 Apple Watch,你也只需要下载一个手机应用,就可以利用摄像头和闪光灯记录心脏跳动带来的血管收缩。这种心率监测既方便,也不失准确。

那些原本需要单独购买、使用繁琐的专业设备,都正在逐渐变成可以用手机应用操控的日常工具。而随着更多与手机相连接的消费电子产品出现,比如智能硬件、车载系统等,传感器在你看不见的地方迅速地被普及。

传感器成本价格只有 10 年前的 1%

既然从前运用于工业生产、医疗服务的传感器,已经深入日常生活了,那价格自然不会贵到哪里去。

“在过去 10 年内,许多传感器的平均成本单价降到只有原来的百分之一 。”一家以色列智能硬件初创公司 Consumer Physics ,它的 CEO 曾这样说过。而传感器为什么会便宜了这么多?

这家公司推出自家红外智能家居控制器 SCiO 时,提到了在近红外光谱传感器(NIR)领域的价格变化。关于这项技术,你最熟悉的就是电视遥控器。而类比芯片,平均每两年就会出一代新芯片,集成度翻倍而成本减半。


不过是摩尔定律使然罢了。传感器价格降了这么多也算不上什么了不起的。摩尔定律是一方面,更重要的是智能手机普及。

拿去年 10 月上市的 iPhone 来说,iPhone 6 使用了加速度计、陀螺仪、电子罗盘、气压计、指纹传感器、接近与环境光传感器(NFC)、麦克风和成像传感器。其中,iPhone6 使用了两颗惯性传感器:一颗是 6 轴加速度计与陀螺仪,另一颗是 3 轴加速度计;和 3 个麦克风。

不只是 iPhone,这些传感器除了 NFC 和指纹传感器以外,几乎已经成为所有智能手机的标配。从供求平衡来看,传感器市场从 2006 年开始,也差不多是智能手机开始普及的时间,市场总量开始增长,吸引越多公司进入市场。吸引的创业者和参与者就越多,总会有人希望在竞争中胜出。

传感器在你的生活中,已经无处不在了

与此同时,传感器已经遍布你的生活。

早上起床刷牙,现在高端电动牙刷大多数会配置智能压力传感器,避免用力过猛造成牙龈损伤。做早饭时,微波炉会内置许多个温度传感器,来监测食材的温度,帮你做成能吃的食物。而出门时随手关门就好,红外安全探测设备以及指纹密码锁让你住得更放心。

乘坐公共交通,地铁或者公交卡都内置了射频传感器,也是所谓的芯片。根据路段,它会自动扣除金额。如果你开车,现在不少汽车制造商都开发了辅助驾驶技术,包括行人监测、路牌扫描、防刮蹭等等。到了写字楼,冲进电梯,猛戳关门按钮,就连它背后也是一个压力传感器,能感应你的选择。

而午休在休闲区来一回合体感游戏。Wii U 这样的家庭游戏机搭载你能想象到的所有传感器。除了控制运动的加速度计、陀螺仪、磁传感器之外,还有前摄像头、麦克风、甚至是能够通过非接触近距离无线通信读写电子数据的 NFC 功能。

传感器正在通过各种智能设备延伸人类的感官。而不久的将来,你的生活方式会因此变得更加简捷智能。

老龄化社会里,连年轻人每时每刻都在担心健康问题。健康医疗类可穿戴设备最近被讨论得最多。光是智能手环,你都能说出不少品牌来,比如国外的有 Jawbone、Misfit shine、fibit;国内的有小米、bong 等。而智能手表,在 Apple Watch 发布会之前,你看到了 Moto 360、Pebble Time 这些不那么奢华的设计。而 2015 年 CES 上,智能服装吸引了不少目光。每件衣服上还有 10 片信用卡尺寸传感器的 XelfleX ,可能连你毛孔的呼吸都不想错过。

同样持续发热的还有智能家居领域,包括烟雾探测器,恒温控制器、外物入侵感知器、生物识别装置、智能门把手、空气净化器等等。这一套全副武装起来,通过手机应用,你能实时监测房子的状况,防止事故发生,减少损失。回家时,还能为你调试出相对舒适的室内环境,包括温度、湿度等。

低价是一种最有效的竞争手段,就会有更多的人想方设法让它便宜起来。硬件厂商当然一直希望传感器技术更先进、价格更便宜。而传感器这一上游行业在定价方面也没多大话语权,加上越来越多的创业公司加入,竞争更加激烈。根据 EDN 杂志数据,从 2006 年到 2014 年,几个相对热门的传感器成本价格确实普遍降了不少,只有原先的 20% 左右。以加速度计为例,单位成本价从 1.8 美元,跌到了 0.4 美元。

除了硬件和商业,传感器普及的另一个原因是针对传感器的软件开发被简化了。比如 Silicon Labs 针对感应相对湿度、温度、紫外线、环境光、接近和手势识别能力的物联网产品,提供 Simplicity Studio 开发平台。开发者可以从中获取关于传感器软件设计部分的完整源代码。现在已经有不少极客热衷于开源智能硬件。也许未来,作为普通消费者,也能 DIY 智能硬件。那时,传感器的成本会更便宜。

十年过去了,物联网不再只是个概念,越来越多智能产品涌现。传感器行业需求开始迅速扩张,终于迎来了规模效应。而期间,传感器技术也越来越成熟。于是,伴随着产量越来越大,供应商每多生产一个传感器的成本也就降下来了。

对你每天用的手机来说,传感器改变了什么?

传感器让手机上的软件和互联网服务变成了与 PC 时代完全不一样的东西。

你用大众点评去找一家餐馆,在 PC 上得手动输入地名搜索。而在手机上,只要打开 GPS,再通过机身自带的加速度传感器算法补正,手机应用会准确地将你定位。基于地理位置,软件会为你推荐附近餐厅并导航路线。吃货碰巧也是个路痴,完全不用担心。如果允许这个应用后台使用的位置数据,你还可以实时收到团购推送、菜品更新等信息。

另外,接入实体餐厅服务后,手机还能扫描二维码进行打折、积分、甚至是支付。这背后是成像传感器技术的发展。它尽量降低了对摄像头像素的要求,普及扫描二维码。这个移动端互联网服务通过手机自身的功能,帮你简化除了吃之外的许多流程。

如今这种基于位置的互联网服务(LBS)层出不穷,比如游戏或者社交网络的签到、快递服务、旅游社交等等。事实上,噱头非常足的微信摇一摇也是这类应用。

而一些你不容易注意到的细节也被传感器所改变。比如,今天决定通话质量的已经不仅仅是信号强弱了。几乎所有主流智能手机都内置了多个麦克风,除了听你说话的那个,其它几个都被用来收集环境噪音。接下来,系统会自动比对两组声音,并过滤掉附近噪音。其实,麦克风就是个声音传感器。



目前,大部分做传感器的初创公司思路也根本就是智能硬件的:传感器(智能硬件)+手机应用软件。根据 Angelist 数据,预估市值在 510 万美元的 136 家初创公司,除了少数几家专注于硬件研发和平台开发之外,其余的都按照上述模式拿到了投资。

都做同样的事情,竞争激烈在所难免。但对于传感器来说,这么做是对的。自身硬件的市场前景有限,除了做得体积更小、价格更便宜之外,几乎没有进展空间了。可以看下传感器的应用路径:从科研应用开始,到军方特殊应用,再到工业大批量应用,再到民用。传感器本身技术含量高,但单只价格并不高。所以,即使一个传感器的技术附加值再高,依赖于技术本身很难有突破。它都在寻求借力规模更大的市场。目前,这个市场是手机应用。

根据 research2guidance 预测数据,传感器手机应用市场会从 2012 年的 4.7 亿美元,在 2017 年激增到 56 亿美元。而传感器类型、手机应用、智能硬件可以是道有趣的排列组合题。未来一定会有更多、更有趣的组合产品出现。 

为了适应 Apple Watch 小屏幕操作开发的 Force Touch,不仅将运用到 MacBook 触控板上,还会出现在 iPhone 上。在后两款设备上,结合长按时间,除了手势控制之外,苹果通过 Force Touch 可能将再一次给用户全新的体验。撑起这个功能的就是压力传感器。而电梯按钮属于同类,显然 Force Touch 融合了更多技术。同时,指纹识别传感器正在成为智能手机标配。三星、索尼、华为、HTC、Vivo、OPPO 等等厂商都为自己的中高端产品配置了指纹识别解锁。

而像眼球追踪、虹膜解锁、面部表情分析这些功能已经有相关产品或应用出现,比如中兴旗舰手机 Grand S3 支持虹膜扫描,通过刷脸识别情绪推送歌曲的 Emo 等等。但目前看来,它们好玩大过实用,暂时还不能给用户带来颠覆性的体验。但未来,谁也说不准。

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