可穿戴式设备：复合型MEMS引领技术新趋势

       2014年可穿戴式设备将呈现爆发之势，而其中健身、医疗健康类设备因功能需求单一却具备医疗监测价值而被广大用户青睐，保健/医疗领域的应用将在穿戴式设备发展初期扮演“顶梁柱”的角色，而作为核心技术之一的MEMS传感器迎来超前的机遇，接下来的角逐将集中在技术、功耗、体积、软件、服务平台以及市场策略等多个方面的较量。

　　未来两三年内，在保健/医疗穿戴式设备应用中，新的MEMS技术将出现争宠。无锡麦姆斯咨询有限公司CEO王懿表示：“用于检测人体生理信号(直接：身体健康指标)和外界环境信息(间接：影响身体健康)类技术将受到更多青睐，如神念科技的脑电波传感器、心电传感器，汉威科技(子公司为炜盛科技)的气体传感器等，都将引领行业技术创新。”

　　王懿还表示，在科研领域，研究者们早已开始准备开发下一代可穿戴设备，如电子皮肤、智能隐形眼镜、pH胶囊等。其中，电子皮肤是传感器嵌入薄膜(厚度小于人体头发直径)，然后放置在聚酯衬垫(类似纹身贴纸)中，主要用于监控患者体温、心率、人体脑电波和肌肉活动等生命特征。除此之外，还能释放热量帮助伤口愈合。

　　还有智能隐形眼镜，可通过压力传感器监测青光眼患者的眼压和眼睛曲率，针对个人量身订制的最佳治疗方案，同时可以显示全息图像和各种立体影像，甚至可以取代电脑屏幕。pH胶囊是集MEMS技术、pH传感器、无线射频技术、集成电路和封装技术为一体的高科技医疗产品。穿戴部位为人类消化系统，主要用于胃食道反流性疾病(GERD)的前期诊断和后期治疗评价。除此，MEMS还可走进动物世界，监测狗的运动量、进行健康管理的犬步计，利用加速度计监控乳牛活动情况的乳牛MooMonitor颈圈以及禽流感监测仪等。

　　村田(中国)投资有限公司高级市场工程师何申靖认为，未来的健康类的穿戴设备，将会朝两个方向发展，一种是具有消费电子属性的智能手表、眼镜和腕带等，实现健康管理的功能。另外一种就是专业的医疗监测设备，例如持续监测血压、非侵入式的血糖监测、心率监测管理等诊断级别的穿戴设备。他坦言，这些不同方向的设备，针对传感器的要求也是截然不同的。他预计温度、压力、加速度、陀螺等物理传感器和薄膜型化学传感器将会得到广泛的应用。

　　除了独立的传感器外，包含多种传感器类型的复合型sensor-hub传感器迎合了便携式设备的多功能、高集成度的需求，例如在苹果的iPhone中就使用了ST和Bosch的三轴加速度计，更早之前的任天堂Wii游戏机的手柄也集成了加速度计和陀螺仪。因此在可穿戴设备领域，复合型传感器逐渐成为理想的选择。

　　王懿也表示，相比分立的惯性传感器，组合传感器具有很多优势。首先，采用一个ASIC，并将多个传感器封装在一起可降低成本;其次，如果两种传感器的工艺相同，做成单芯片，可以极大减小传感器尺寸;第三，组合传感器将滤波、融合算法等软件集成，可提高产品附加值，竞争对手难以模仿。

　　“现在市场上的可穿戴设备往往仅采用一类传感器实现一种变量监测功能，难以实现全面、有效的健康反馈体系。所以，多种传感器的融合创新应用深受市场期待。例如：生物传感器‘监测’到人体血压、血脂过高时，警告用户应改变不良生活习惯，加强体育锻炼，运动传感器负责‘监督’人体每天的锻炼情况，而环境传感器负责‘监控’人体周围环境状况(如有无吸烟和环境污染);最终，通过三类传感器的有效配合很好地控制了心血管疾病。”王懿说。

　　村田何申靖则强调，复合型传感器有自身优势，但伴随着高的集成度，不可避免的面临功耗和尺寸以及精度的问题，因为往往为了兼顾尺寸和功耗，传感器的性能需要做出一定的妥协，例如内部阻尼的调整，振荡器件的设计也是需要更适合消费级的需求。未来随着工艺水平的提升，功耗和尺寸会进一步降低。村田目前在健康穿戴市场还没有复合型的MEMS传感器量产，但是已经有开发计划针对健康穿戴设备。

　　虽然目前市场上复合型MEMS传感器的种类不多，且在保健/医疗类设备的应用尚未普及，但这是未来发展的必然趋势。未来，当性能、功耗及尺寸等几大瓶颈得到突破并和谐以后，同时监测多项身体指标的保健/医疗设备将为人类健康带来福音。

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