穿戴式生理感測產品之市場與技術趨勢

刊登日期:2015/7/5
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目前,科技發展主流除了3C智慧型手機與可攜式平板電腦等產品外,近年來由於無線資通訊、微型顯示面板、軟性與高容量小型電池、生理與環境參數感測模組及相關IC製程技術的成熟,穿戴式產品已逐漸被各科技大廠所重視。穿戴式產品在國內外市場多以智慧型手機連結,現今市場上也有如APPLE、SAMSUNG、ASUS等多家大廠,除了針對手機與穿戴式產品之連結整合外,同時也在穿戴式產品中加入生理監測功能,企圖將一般消費性電子產品推向更高階之個人化健康照護應用,同時以物聯網(Internet of Things; IoT)之系統架構進行雲端連結,促成終端穿戴式產品與服務系統整合之目標。
 
現階段穿戴式產品依功能差異可分為一般計步與活動量分析、心跳及活動量計算與手機附屬延伸功能之手錶,消費者可針對需求,選擇不同屬性之穿戴產品。如何讓使用者穿戴舒適且同時達到生理監測功能的技術開發及系統整合應用,一直是產學研努力的目標。
 
現有穿戴式產品市場與應用現況 
目前國內外對於生理感測器的需求已由傳統醫療電子設備產業逐漸延伸至一般穿戴式產品。由於產品型態、應用環境與服務平台商業模式成熟,穿戴式產品將逐漸被使用者接受。由產品數量分析來看,根據工研院IEK估計,整體穿戴式產品市場在2014年約達3,170萬台,評估至2018年將可成長達1億9,120萬台。另外,BCC Research的研究也指出,全球穿戴式運算裝置應用在健康照護領域之市場營收,預估2018年可成長至30億美元,整體估算2013~2018年之年複合成長率可達28.1%,特別是以亞洲地區成長幅度較歐美地區為高,其年複合成長率可達33.9%。可以想見的是,由於穿戴式產品的市場發展,伴隨而來的生理感測元件及模組需求也將會與日俱增。
 
以應用現況分析,目前雖已有多樣化的穿戴式產品在市場上銷售,但因功能上的差異與使用者需求不同而有不同程度上的應用。以應用面來看,主要可分為一般娛樂及影音互動、運動健身、健康醫療監測、安全照護與特殊專業應用。在娛樂及影音方面,除了著重與手機內容連結及互動之外,影像及音樂播放為主要功能,因此,在操作及動作感測(G-sensor)上為主要訴求;運動健身方面,則因健身運動的風潮,無論是室內健身房或戶外路跑、腳踏車騎乘,皆有許多健康活動促進使用者希望能藉由穿戴式產品進行心跳與計步量測,達到健身監測之目的。

現有量測技術與產品主要為心電感測心跳帶與光學式手環或手錶,皆以直接接觸皮膚方式量測。另外,在健康醫療監測方面,則強調通過醫療器材認證等級之生理感測裝置,其中,主要功能包含心電訊號、血壓參數、血氧飽和度、血糖濃度與體溫等,對於疾病診斷與健康照護息息相關之重要生理訊號量測,在此類的穿戴式產品應用則是偏向於亞健康或銀髮族為主。在安全照護方面,穿戴式產品的功能主要在於能緊急提供警訊,並且進行受照護者定位功能,讓照護者能藉由受照護者穿戴之裝置所發出的訊號,進一步提供救援或是追蹤,一般以射頻技術為主;再者,特殊專業應用則是以特定之工作屬性族群為主。
 
未來感測技術發展趨勢 
工研院自主開發出微型奈秒脈衝近場非接觸感測(Nanosecond Pulse Near-field Sensing;NPNS),是採用新一代的微型生理感測雷達,以都普勒雷達原理為基礎,開發出低電磁波感測技術,以射頻電路藉由天線發射出極低功率之電磁訊號至待測目標,如人體血管與胸腔位置,而回波訊號與發射訊號之調變後所獲得之相位差異代表人體之心跳與呼吸訊號,此技術發展之目的在於能確切以不接觸皮膚、非施壓方式量測人體生理訊號,因此,藉由類比與數位訊號處理,將兩者之混波訊號解析為各自獨立之生理資訊,以應用於各自不同目標。
 

圖六、雷達感測穿戴式產品之發展與主要應用情境
 
自主開發之雷達感測技術……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文
 
作者: /工研院量測中心林宏墩 
本文節錄自「工業材料雜誌343期」,更多資料請見下方附檔。

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