《电子或通信领域当前的主流技术及其社会需求调查报告》

可穿戴设备

可穿戴设备的发展现状和趋势：

随着物联网、移动互联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展，智能终端，尤其是可穿戴设备的创新概念层出不穷，研究范畴不断扩展，新技术、新产品、新应用不断涌现。尤其是新近出现的基于开源硬件的智能终端开发模式，将通过丰富多样的产品来满足各种各样的需求，并促使移动计算或智能手机产业领域的重新洗牌。

可穿戴设备的思想和雏形早在20世纪60年代就已出现，美国麻省理工学院媒体实验室当时提出的创新技术把多媒体、传感器和无线通信等技术嵌入人们的衣着中，可支持手势和眼动操作等多种交互方式。

1997年，麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、佐治亚理工学院联合举办了第一届国际可穿戴计算机学术会议(IEEE international symposium on wearable computers，ISWC)，该国际会议自首次召开以来，每年举行一次。期间，美国国防部高级研究计划局(the defense advanced research projects agency，DARPA)以及波音公司也多次举办可穿戴设备方面的研讨会。从此，可穿戴设备开始得到学术界和产业界的广泛重视，逐渐在工业、医疗、军事、教育、娱乐等诸多领域表现出重要的研究价值和应用潜力。

对可穿戴设备的基础研究，美国和欧盟都已投入了巨资。例如，欧盟委员会于2004年启动了世界上最大的单项民用可穿戴计算研究项目—wearIT@work，历时5年。美国国家科学基金会(National Science Foundation)在以人为中心的计算(human-centered computing)等专项中也持续资助了一批可穿戴设备方面的研究项目。此外，来自军方的大力支持也是推动可穿戴计算技术飞速发展的重要力量，DARPA、美国陆军通信电子司令部和美国国家航空航天局(NASA)等都是可穿戴计算研究的重要资助者。另外，美国、俄罗斯、法国、英国、日本和韩国的多所大学的工程学院、科学技术院等研究机构均有专门的实验室或研究组专注于可穿戴设备技术的研究。中国学者在20世纪90年代后期，也开展了可穿戴设备研究，几乎与国际可穿戴设备研究同步。

目前可穿戴设备的概念、构架、形态和功能都在不断演进，目前尚无较权威的规范、明确和完备的定义。按照百度百科的定义，可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。

一、可穿戴设备的发展现状

（一）主要的可穿戴产品

1.谷歌眼镜（Google Glass）

2.智能手表

3.健康配饰

4.运动设备

5.衣服鞋帽

6.工作、学习辅助系统

（二）可穿戴设备产业发展存在的瓶颈

1.价格昂贵

2.电池续航时间短

3.不能独立使用或功能不全

4.设计有待改进

5.安全将成为行业发展首要考虑的问题

二、可穿戴设备的发展趋势

（一）可穿戴设备发展迅速，前景广阔

（二）可穿戴设备有可能取代智能手机

（三）健康与医疗领域是可穿戴设备优先发展的方向

（四）可穿戴设备与大数据、云计算技术将互动发展

（五）可穿戴设备将带来新的营销模式、消费模式

（六）可穿戴设备将促进移动支付持续增加

（七）App将成为未来可穿戴设备的“灵魂”

（八）开源硬件可能成为未来的主流开发模式

可穿戴设备主要技术：

据《华尔街日报》报道，该委员会最近划出了11个技术领域，认为这些领域将对制造业竞争力的决定起到关键作用，应当成为全国研发行动的重点。

这些技术属于制造业，但是在新硬件与可穿戴设备趋势中，亦是互联网厂商所应重视的亮点，值得参考，陈列如下（由华尔街日报中文网翻译）：

传感、测量和过程控制：几乎所有先进制造技术都有一个共通的东西：它们都由处理巨量数据的电脑驱动。正因如此，那些捕捉并记录数据的东西才如此重要，如监测湿度的传感器、确定位置的GPS跟踪器、测量材料厚度的卡尺等。这些设备不仅越来越多地用于智能手机的智能化，还使得智能、灵活、可靠、高效的制造技术成为可能。在一座现代化的工厂里面，传感器不仅有助于引导日益灵敏的机器，还提供管理整个工厂的运营所需要的信息。产品从诞生到送达都可以跟踪，某些情况下还可以跟踪到送达之后。在这个过程中，一旦有问题出现，比如在喷漆室的湿度不适宜喷涂的时候，传感器就会侦测出来，向机器操作者发送警报信号，甚至是向工厂管理者的手机发送警报信号。

材料设计、合成与加工：新机器将需要新材料，新材料将使新式机器的制造成为可能。随着将材料细分到原子或分子层级、几乎不需要经过漫长的实验室步骤就可以进行操纵的进展出现，涂层、复合材料和其他材料的开发正在加快。借鉴人类基因组计划(Human Genome Initiative)取得的广受认可的成功，能源部(Department of Energy)等美国政府机构去年发起成立了材料基因组计划(Materials Genome Initiative)，其目标是将确定新材料、把新材料推向市场所需要的时间缩短一半。目前这个过程可能需要耗时几十年，比如锂离子电池技术是20世纪70年代埃克森(Exxon)的一名员工首次构想出来的，但一直要到90年代才开始商业化。这个计划涉及的部分工作，便是让该领域内散落在世界各处、两耳不闻窗外事的研究人员共享创意和创新。

数字制造技术：工程师和设计师使用电脑辅助的建模工具已经有些年头，不仅用于设计产品，还以数字方式对产品进行检测、修正、改良，常常省略了更费钱、更费时的实体检验过程。云计算和低成本3D扫描仪（现在用iPhone就可以做一次简单的3D扫描）正在将这些方法从尖端实验室里搬出来，使之进入主流，让创业者能够用上。Autodesk制作了一套免费的的全功能CAD软件“123 Design”，汽车制造商一度要用大型计算机才能完成的事情，个人拿这套软件就可以做了。

可持续制造：其目标即便不好实现，理解起来也还是很容易的，就是将每一丁点物质、每一焦耳能量最大化地用到生产当中，尽可能地减少浪费。高能效制造是其中的一个重点领域。比如，制造业工程师常常会说到“无灯”工厂的潜力，这种工厂在黑暗中持续运转，不需要加热或制冷，因为它们基本上都是由机器人或其他机器操作。随着规模更小、高度自动化的本地工厂变得更加普遍，再制造和回收或许会变得更加重要，本地供应的材料也会更受重视。

纳米制造：一纳米等于一米的10亿分之一，所以纳米制造的意思就是能够在分子、甚至原子层面操纵材料。预计纳米材料将来会在高效太阳能电池板、电池的生产过程中发挥作用，甚至会在基于生态系统的医学应用当中发挥作用，比如在体内安置传感器，可以告诉医生癌症已经消失。未来几代的电子设备和运算设备或许也会非常依赖于纳米制造。

柔性电子制造：比如坐在上面的时候会产生弯曲的平板电脑，与体温连线、在你需要的时候提供制冷的衣服等。这些柔性技术已经在向主流进发，预计会定义下一代的消费设备和运算设备，成为未来10年增长最快的产品门类之一。但这需要极为先进的制造工艺。

生物制造：该领域利用生物有机体或生物有机体的一部分以人工方式生产产品，如开发药物和复方药。（生产奶酪不算。）但它可以用到很多领域，比如能效的提高、纳米制造新方法的创造等。

增材制造：3D打印机不仅有希望在产量只有一件的时候就能够实现很高的质量，还有希望为全新的设计、材料结构与材料组合创造条件。能够打印1,000多种材料（硬塑料、软塑料、陶瓷和金属等）的打印机已经开发出来。一家德国制造商开发了一套一层层地堆积木浆的工艺， 地亚哥一家名叫Organovo的公司正在通过3D打印打印实验用的人体组织。现在有些打印机可以叠加不止一种材料，还可以将内置传感器和电路编织到智能部件中，如助听器或动作感应手套等。市场上甚至还有一种名叫“复制机”(Replicator)的东西，它是英国公司Cybaman Technologies开发的一套系统，先是堆出基本形状，然后用机器将粗糙的物体打磨成精确、光鲜的成品。

工业机器人：工业机器人可以每天24小时、每周七天地运转，精度可重复且越来越高，时间上可以精确到几百分之一秒，空间上可以精确到人眼都看不到的程度。它们精确地汇报进展，在接受效率测试的时候做出改进，如果安装了先进的传感系统，还会变得更加灵巧。（它们也很少发牢骚。）随着机器人变得越来越普遍，它们的经济性也在提高：据麦肯锡全球研究院(McKinsey Global Institute)的一份报告，1990年以来与人工相比的机器人相关成本已经下降高达50%。另外，随着生物技术和纳米技术的进步，预计机器人能够做的事情将越来越精巧，如药品加工、培植完整人体器官等。

先进成形与连接技术：当前大部分机器制造工艺基本上还是依靠传统技术、特别是针对金属的技术，如铸型、锻造、加工和焊接等。但专家认为，这个领域的创新时机已经成熟，可以用新的方法来连接更多种类的材料，同时提高能源和资源效率。比如冷成型技术就有可能作为一项修复技术或先进焊接技术而发挥重大作用。

 

招聘企业对该技术的需求：

电磁场与微波技术/无线电/通信工程专业本科及以上学历
1、3年以上手机天线设计经验；
2、对材料属性（如FPC、陶瓷、塑胶等）有深入研究，熟悉LDS天线开发流程，了解LPKF设备者优先；
3、能够熟练运用SEMCAD、HFSS、ADS等电磁仿真软件进行天线的SAR及HAC等设计与仿真；
4、熟悉手机及移动终端天线设计原理、方法和设计流程；
5、须具备良好的沟通能力，并具备良好的英语听说、读写能力；
6、良好的沟通技巧，团队精神；

岗位说明：
1、了解客户具体的技术需求，提供有建设性的设计方案，合理规避设计风；
2、根据客户提供的信息，从射频、结构、工艺等方面评估项目的可行性；
3、根据客户的要求设计天线、与结构和PM协作制作样品、撰写规格书、射频相关的文件及相关知识产权专利文件的申请；
4、协助客户解决整机的天线射频干扰问题；
5、帮助客户测试相关的天线指标并维护微波暗室的稳定性及可靠性。  

 

未来改技术的发展方向：

　美国博通公司无线连接组合芯片部市场副总裁RahulPatel近日撰文称，可穿戴技术在改善环境、促进健康和增进人与人之间的交流上具有巨大的潜力。任何人，只要拥有想象力和基于标准化的连接技术，便可把未来变成现实！可穿戴技术的路将通向何方呢？-答案就是庞大的“物联网”。
　　
　　设想一下，一块小小的粘合带可以即时收集您的身体数据并通过智能手机告诉您什么时候需要补水或涂防晒霜；再试着想想，一个安装在工作犬身上的传感器可以给主人发送语音指令…全世界的科技工作者们都在夜以继日地开发可穿戴技术的应用，这些应用将驱动这场技术革新进入一个全新的领域，让那些只能在科幻电影中才能看到的高科技变成现实。
　　
　　我们不再仅仅是“使用”技术。它时时刻刻在我们的身边，在我们的身上，甚至在我们的身体里，我们的生活里里外外都离不开它。由此，一个新的流行词应运而生，即物联网。物联网应用的多样性令人称奇，从智能消费产品到人或动物健康和行为的监测设备，它已遍及我们生活的方方面面。Dairymaster公司已针对农民推出了大量智能产品，其中包括一种基于云的MooMonitor项圈，该设备可对母牛是否处在最佳受孕期进行精准的监测。
　　
　　可穿戴技术的早期应用产品包括手表和矫正视力的镜片，后来扩展到医疗健康和健身监测设备，如今又延伸至智能手表和活动追踪器。三星最近推出的一款搭载安卓系统的新型Galaxy智能手表，是一种带有触摸屏的计时器，作为智能手机的延伸产品，它可播放音乐、安装应用程序、拨打电话，也可对运动和健身目标进行跟踪。仅仅通过佩戴一个小小的腕带，JawboneUP?便可轻松地对睡眠，运动和饮食等生活规律进行实时跟踪，为您提供重要的身体信息，帮助您从整体上改善健康状况。
　　
　　除此之外，谷歌公司也推出了眼镜来吸引人们的眼球，通过与您的智能手机连接，它可像电脑一样在您一只眼睛前方的镜片上显示信息。语音命令控制操作是这款产品的一大亮点，而且眼镜中还内置了GPS导航仪，照相机和摄像机功能。这对普通大众来说，有点太像007电影中的情节了。一家名为AugMedix的公司正在努力探索谷歌眼镜在医疗及外科手术方面的作用。
　　
　　分析师和研究者们对这个令人惊讶的新行业所能带来的影响进行了统计和分析，所得出的数据表明可穿戴技术的应用已经遍布全球。其中一些更为大胆的预测表示，2014年可穿戴设备的出货量将达到1亿以上，到2018年这个数字将会是4.85亿。科技迅猛发展的短短数十年中，如今的市场要比以往任何一个时期都充满了机遇和可能，因为我们已经突破了技术限制，使一切都变得有可能。
　　
　　无线通信技术，是推动物联网发展和应用中坚力量，它使科技应用变得无处不在，无所不能。内置传感器设备能够将我们的个人数据传送到云端以便进行分析和存储，同时也能够连接到智能手机和平板电脑等，这些移动手持设备已经具有强大的处理能力，可为多个可穿戴设备进行数据处理。基于Wi-Fi、智能蓝牙、NFC和GPS这些成熟技术，高效的无线连接设计可以降低可穿戴设备在处理能力和电量等方面的需求。这种效率的提高将使得制造商能够设计、制造并推出消费者买得起的产品，从而鼓励大众消费。毫无疑问，智能蓝牙（先前称为低功耗蓝牙）技术的引进才是这个竞技场上真正的游戏变革者，它使得设备的耗电量如此之低，以至于仅使用一块小小的纽扣型电池便可维持设备运行达数月甚至数年。
　　
　　这项令人惊叹的低功耗技术已经引起世界范围内的OS供应商的重视。基于对智能蓝牙在无线领域影响力的快速认知，苹果已在其几乎所有设备上加入了对智能蓝牙的支持。正是苹果对该技术的信心促进了诸如JawboneUP和UnikeyKevo智能无钥匙进入产品等新配件的兴起。而且，这场可穿戴技术革命不仅仅限于已成立的公司和大玩家。企业家们正在利用各种融资来开发和推出例如iDevicesvirtualcloset、Lockitron和Pebblesmartwatch等新产品。
　　
　　苹果不是唯一一个大力支持智能蓝牙技术的公司。微软、黑莓、安卓、谷歌和三星都位列其中，这为可穿戴设备的爆炸式发展提供了一个有力的平台。我们无法预测未来什么样的产品会出现在我们面前。此项技术能够实现无线智能手机或平板电脑与车载音频和显示系统的无缝同步连接，从而实现与行人、其它车辆甚至基础设施的通信，而且在未来还有可能实现可穿戴技术，或者身体内部的医疗传感器与车辆的连接。
　　
　　智能蓝牙技术在医疗上的应用是无止境的，越来越多的公司正在试验将传感器直接植入人体内。Starkey利用WiFi和降噪技术为听力受损者改善了各种环境中的声音清晰度。SensortechCorporation公司推出了一款新型骨科膝关节稳定产品，使用了智能蓝牙技术，可以减少手术及恢复时间，促进伤口更快愈合，减少部件穿戴并且提供更好的疼痛管理解决方案。
　　
　　可穿戴技术在改善环境、促进健康和增进人与人之间的交流上具有巨大的潜力。任何人，只要拥有想象力和基于标准化的连接技术，便可把未来变成现实！可穿戴技术的路将通向何方呢？-答案就是庞大的“物联网”。